STM32定时器主从级联的应用示例分享

在STMCU中文社区有人咨询了类似下面的应用问题，有部分需求如下：

1.发送12个周期为500ns的脉冲（高电平200ns，低电平300ns），每隔4us发送一次，共计三次（36个脉冲，每12个脉冲之间间隔4us）。

2.在第一步中的每段12个脉冲的上升沿时，访问GPIO口，共计12个，三次共计36个。相关时序图如下：

这里，我们就该问题的部分需求聊聊它的大致实现。先整理下需求：

连续三组12个周期为500ns的指定个数的小脉冲；

一个固定时间间隔10us（含12个脉冲本身的时间）；

每个小脉冲对应1次GPIO的访问；

显然，我们一般会很自然地想到通过TIMER来完成，可以使用1个TIMER，也可以通过2个TIMER来完成。

如果使用1个TIMER，我们可以考虑使用更新事件对脉冲个数的统计及时间间隔的控制，同时基于比较事件或更新事件来触发DMA来实行对GPIO的访问。不过，这里每个脉冲周期为500ns，势必会发生频繁进入更新中断。

如果使用2个TIMER来实现起来就更为方便点。2个TIMER实现主从级联，各自任务如下安排：

主TIMER做时间间隔的控制，每10us产生一次触发事件，并开启更新事件中断，每发生3次更新事件即为一个大周期，后续启动根据其它条件定，此处不表。

从ITMER工作在触发从模式，同时选择它的某一通道做PWM输出，并工作在单脉冲模式，同时每个脉冲的比较事件触发一次DMA实现GPIO与内存间的传输。

基于上面的需求及规划，下面简单介绍下实现过程。我们选用STM32G4系列的Nucleo板【Nucleo-G431RB】来进行验证测试。

选择TIM1工作在从模式，输出脉冲的比较事件触发DMA完成对GPIO的访问。DMA每传输12个数据后进入DMA传输完成中断，并进行相关数据处理。令TIM3工作在主模式，它的计时周期为10us，每个周期产生一次更新事件作为触发输出并与TIM1的触发输入相连，作为TIM1的启动触发信号。

通过查看STM32G4系列参考手册，我们可以得到如下片内定时器互联信号表。TIM3的TRGO信号可以作为TIM1的触发输入通道2的输入信号。

下面我们使用CubeMx进行配置。先看TIM1的相关配置【定时器计数时钟为10MHz】：

再看看看TIM3的基本配置：

完成相关初始化配置后创建工程，然后添加必要的用户代码。代码很简单，开启TIM1通道的pwm输出，使能TIM1-ch1比较事件的DMA触发功能，调用相关DMA功能函数，启动TIM3的计数器。

其中，TIM_DMAcptPro（）为DMA传输完成中断的回调函数，负责做相关数据的处理。TIM1的启动靠TIM3的更新事件来触发实现。

稍作编译调试即可看到如下结果：

黄色的信号为TIM1周期的脉冲输出，小脉冲间的间隔为4us.

蓝色信号为通过DMA写到GPIO的数据，高、低电平均代表一个数据。这些只是模拟下操作过程。

显然，当弄清实现原理后，基于CubeMx进行配置，整个过程实现起来还是比较简单的。这里需要我们对定时器的主从级联、定时器各类事件、比较输出的单脉冲模式的特性及对DMA运用有些了解。上面主要演示基于定时器主从模式的实现过程，更多细节还得阅读相关技术手册。

最后提醒个地方，现在是TIM3的更新事件去触发启动TIM1，显然第一次启动TIM1时需等待TIM3一个计数周期，如果不希望这样的话，我们也可以在TIM3启动的同时启动TIM1计数，只需在启动TIM3的同时手动产生个更新事件来实现。

编辑：jq