GD32 Timer+ADC多通道+DMA+PWM调试记录

本例记录使用GD32307C开发板，实现以内部Timer1 CH1为触发源，触发ADC0的两个通道，进行并行非连续采样，病通过DMA传输采样结果。同时输出PWM，用来检测Timer1 CH1的触发周期。

下面介绍具体实现过程：

1. gpio初始化

本例需要用到以下三根IO：

PA1 -- TIMER1_1,PWM
PC3 -- ADC0_CH13
PC5 -- ADC0_CH15

查询芯片手册需要将PC3/PC5设定为模拟输入AIN（ADC功能），将PA1设定为备份功能输出脚AF_PP（PWM输出）。

以PA1为例，设定为Alternate功能后，如果有启动Timer1，则该脚位的功能为TIMER1_CH1。

1. 使能GPIO Group时钟。
2. 使能Alternate Function时钟。
3. GPIO 功能config 。

代码如下：

/*!
    \brief      configure the GPIO peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
//PA1 -- TIMER1_1,PWM
//PC3 -- ADC0_CH13
//PC5 -- ADC0_CH15
static void gpio_config(void)
{
	/* enable GPIOC clock */
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); 

	/* 开启复用功能时钟 */
  rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);	

  /* config the GPIO as analog mode */  
  gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_AIN, GPIO_OSPEED_MAX, GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_5);

  /*configure PB3(TIMER1 CH1) as alternate function*/
  gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1);
}

2.Timer初始化

这里配置Timer1的定时周期为1ms，附上Timer时间公式：

定时时间：Time= (1+prescaler)/ systemcoreclock *(1+period)

我这边systemcoreclock为120MHZ。

设定CH1位PWM0模式输出，用来验证ADC采样间隔（ADC采样以内部Timer1_CH1为触发源）。

在下面代码里面，我们设定为边沿对齐方式（EAPWM），向上计数：

EAPWM的周期由TIMERx_CAR寄存器值决定，占空比由TIMERx_CHxCV寄存器值决定。

这里介绍一下PWM的工作模式（PWM0/PWM1）

PWM的工作模式：

• PWM 模式0。在向上计数时，一旦计数器值小于TIMERx_CH0CV时，
  O0CPRE为有效电平，否则为无效电平。在向下计数时，一旦计数器的值大
  于TIMERx_CH0CV时，O0CPRE 为无效电平，否则为有效电平。
• PWM 模式1。在向上计数时，一旦计数器值小于TIMERx_CH0CV时，
  O0CPRE为无效电平，否则为有效电平。在向下计数时，一旦计数器的值大
  于TIMERx_CH0CV时，O0CPRE为有效电平，否则为无效电平。

占空比计算公式：

Duty = A/(N+1)   

N = Timer装载值

A = TIMER_CHxCV，即timer_channel_output_pulse_value_config的最后一个参数

EAPWM的时序示意图如下：

代码如下：

/*!
    \brief      configure the timer peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
static void timer1_config(void)	// 1 ms
{
	timer_oc_parameter_struct timer_ocintpara;
	timer_parameter_struct timer_initpara;
	
	//使能定时器时钟
	rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1);

	timer_deinit(TIMER1);
	/*  TIMER1 基本配置 */
	timer_initpara.prescaler				 = 119;
	timer_initpara.alignedmode			 = TIMER_COUNTER_EDGE;
	timer_initpara.counterdirection  = TIMER_COUNTER_UP;
	timer_initpara.period 					 = 999;
	timer_initpara.clockdivision		 = TIMER_CKDIV_DIV1;
	timer_initpara.repetitioncounter = 0;
	timer_init(TIMER1,&timer_initpara);

	/* CH1 configuration in PWM mode1 */
	timer_ocintpara.outputstate  = TIMER_CCX_ENABLE;		/* 通道使能 */    
	timer_ocintpara.outputnstate = TIMER_CCXN_DISABLE;		/* 通道互补输出使能（定时器2无效） */    
	timer_ocintpara.ocpolarity   = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;	/* 通道极性 */    
	timer_ocintpara.ocnpolarity  = TIMER_OCN_POLARITY_HIGH;/* 互补通道极性（定时器2无效）*/    
	timer_ocintpara.ocidlestate  = TIMER_OC_IDLE_STATE_LOW;/* 通道空闲状态输出（定时器2无效）*/    
	timer_ocintpara.ocnidlestate = TIMER_OCN_IDLE_STATE_LOW;/*互补通道空闲状态输出（定时器2无效） */

	timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_1, &timer_ocintpara);

	/* duty 占空比设定*/
  timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_1, 500);
  timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_1, TIMER_OC_MODE_PWM0);
  timer_channel_output_shadow_config(TIMER1, TIMER_CH_1, TIMER_OC_SHADOW_DISABLE);
	timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER1);
}

使用示波器量测PA1脚位，输出为1KHZ的方波。

3. dma初始化

这里我们选择DMA0_CH0，这里我们设定为16bit宽度数据源，与16bit外设数据宽度。DMA传输数量设定为100.

所以我们定义一个100 uint16_t的数组作为DMA存放数据的内存。

开启半满与全满中断。

代码如下：

/*!
    \brief      configure the DMA peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
uint16_t adc_value[100];
uint32_t dmaHalfIntCnt; 

static void dma_config(void)
{
	/* ADC_DMA_channel configuration */
	dma_parameter_struct dma_data_parameter;

  /* enable DMA clock */
  rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA0);
	
	/* 复位dma 通道0  */
	dma_deinit(DMA0, DMA_CH0);
	
	/* initialize DMA data mode */
	dma_data_parameter.periph_addr	= (uint32_t)(&ADC_RDATA(ADC0));//配置外设寄存器为adc的规则数据寄存器
	dma_data_parameter.periph_inc 	= DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;//外设寄存器地址不增加
	dma_data_parameter.memory_addr	= (uint32_t)(&adc_value);//存放数据的内存地址
	dma_data_parameter.memory_inc 	= DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;//存放数据的内存地址自增
	dma_data_parameter.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_16BIT;//外设数据宽度16位,每个16bit存储一个通道的值
	dma_data_parameter.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_16BIT;  //内存数据宽度16位
	dma_data_parameter.direction		= DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;//数据传输方式是外设到内存
	dma_data_parameter.number 			= 100;//dma传输数量
	dma_data_parameter.priority 		= DMA_PRIORITY_HIGH;//dma优先级高
	dma_init(DMA0, DMA_CH0, &dma_data_parameter);
	//循环模式开启
	dma_circulation_enable(DMA0, DMA_CH0);

	/* dam 转换结束/半满产生中断*/
	dma_interrupt_enable(DMA0, DMA_CH0, DMA_INT_FTF);		
	dma_interrupt_enable(DMA0, DMA_CH0, DMA_INT_HTF);	

	/* 使能dma通道0*/
	dma_channel_enable(DMA0, DMA_CH0);
	
	//中断管理器开启通道中断
	nvic_irq_enable(DMA0_Channel0_IRQn, 0, 0);	
}

DMA中断程序如下：（函数名与startup中的中断向量表函数名一致）

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
	if(dma_interrupt_flag_get(DMA0, DMA_CH0, DMA_INT_FLAG_FTF)){  
		//清除dma中断标记
    dma_interrupt_flag_clear(DMA0, DMA_CH0, DMA_INT_FLAG_FTF);
		gd_eval_led_toggle(LED2);
    //dma_finish = SET;
  } else if(dma_interrupt_flag_get(DMA0, DMA_CH0, DMA_INT_FLAG_HTF)){
		//清除dma中断标记
    dma_interrupt_flag_clear(DMA0, DMA_CH0, DMA_INT_FLAG_HTF);
		dmaHalfIntCnt ++;
	}
}

截取部分Startup_xx.s向量表

g_pfnVectors:

  .
  .word EXTI4_IRQHandler
  .word DMA1_Channel1_IRQHandler
  .

4. ADC初始化

我们使用ADC0的CH13/CH15两个通道，这里设置ADC为规则并行模式。

开启扫描模式，ADC会自动采样转换开启的通道。

不要开启连续扫描，采用间断扫描方式。

设定TIM1_CH1为外部触发源，病使能ADC的DMA mode，具体代码如下：

/*!
    \brief      configure the ADC peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
static void adc_config(void)
{
	/* enable ADC0 clock */
	rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC0);

 /* reset ADC */
	adc_deinit(ADC0);

	/* ADC mode config 工作在规则并行模式 */
	//adc_mode_config(ADC_MODE_FREE); 
	adc_mode_config(ADC_DAUL_REGULAL_PARALLEL); 

  // 连续转换模式使能
  //adc_special_function_config(ADC0, ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
		
	/* ADC continous function enable */
	//adc_special_function_config(ADC0, ADC_SCAN_MODE, DISABLE); 
	adc_special_function_config(ADC0, ADC_SCAN_MODE, ENABLE); 
 
	/* 右对齐*/
	adc_data_alignment_config(ADC0, ADC_DATAALIGN_RIGHT);
		
	/* 配置规则通道数量 */
	//adc_channel_length_config(ADC0, ADC_REGULAR_CHANNEL, 1);
	adc_channel_length_config(ADC0, ADC_REGULAR_CHANNEL, 2);
	
	/* ADC规则模式配置；2个adc并行模式下，不可以2个adc同时采集一个通道，adc1数据放在高16位，adc0数据放在低16位*/
	adc_regular_channel_config(ADC0, 0, ADC_CHANNEL_13, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
	adc_regular_channel_config(ADC0, 1, ADC_CHANNEL_15, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);

	/* adc 使用TIM1 的CH1 的上升沿触发*/
	adc_external_trigger_source_config(ADC0, ADC_REGULAR_CHANNEL, ADC0_1_EXTTRIG_REGULAR_T1_CH1);

	/* adc触发使能*/
	adc_external_trigger_config(ADC0, ADC_REGULAR_CHANNEL, ENABLE);
 
	/* 使能ADC*/
	adc_enable(ADC0);
	delay_1ms(1U);
	
	/* 标定复位ADC */
	adc_calibration_enable(ADC0);

	/* ADC DMA 使能*/
	adc_dma_mode_enable(ADC0);
}

5. 测试代码

这里创建一个thread来测试，测试代码如下：

void LED1_Task(void* parameter)
{
	gpio_config();
	timer1_config();
	dma_config();
	adc_config();
	
	timer_enable(TIMER1);

	while(1){
    //gd_eval_led_toggle(LED3);
		printf("%s tick:%d \n",__FUNCTION__,xTaskGetTickCount());		//Ben 221024#1
		printf("dmaHalfIntCnt:%d \n",dmaHalfIntCnt);
		printf("%d %d %d %d\n",adc_value[0],adc_value[1],adc_value[2],adc_value[3]);		
    vTaskDelay(500); 
  }
}

在500ms间隔下的测试结果为：

dmaHalfIntCnt:2410 
1663 0 1663 1
LED1_Task tick:120965 
dmaHalfIntCnt:2420 
1663 1 1663 0
LED1_Task tick:121469 
dmaHalfIntCnt:2430 
1663 0 1661 1
LED1_Task tick:121973 
dmaHalfIntCnt:2440 
1663 0 1663 0
LED1_Task tick:122477 
dmaHalfIntCnt:2450