（已公布）狂欢节答题（附加题）

dsjsjf

附加题：
自行选型一个STM32的单片机，要求输出4路可控制脉冲数的高速脉冲，必须要尽可能的节省CPU时间，而且不能频繁的进入中断（只需提供解决方案，不用代码）
一、首先，单片机的选型，因为需要高速脉冲，优先选择主频高的，STM32H743，定时器的时钟频率可达200MHz;
二、需要4路脉冲输出，可以采用TIM2的PWM CH1--CH4来输出，当然，如果所需要的4路脉冲频率不同，可以用4个独立的定时器的通道来输出;
三、节省CPU时间和不能频繁的进入中断，说明需要用单片机的硬件资源来实现。脉冲的周期、占空比由硬件PWM输出，都不是问题，主要是脉冲数量要可控。查看AN4013应用笔记定时器概览，定时器的从模式中的门控模式，可以满足要求 。
四、那就需要另外一个定时器，作为主模式来触发TIM2的使能与关闭，采用TIM5的单脉冲模式，这个脉冲宽度设定为需要输出脉冲周期的N倍，N即为需要输出脉冲的数量。
五、通过STM32CubeMX大概配置一下，贴上部分截图（暂时未经实验验证，部分参数可能还需修改）：

六、如果4路脉冲的频率、数量等都不相同，或者都需要相互独立，则需要更换为独立的定时器来控制输出。
七、看到F3和H7系列都还有HRTIM（High-resolution timer），据说时钟倍频后可高达4点几GHz，无奈最近出差，都是抽晚上时间看看资料，也没能看懂怎么使用，说不定可以输出更高频率的脉冲，只能等以后有空再学习。

anywill

方法1,用定时器级联,开启一路pwm的同时，再开启一路定时器，如用tim1作为pwM，开启TIM1作为计数器中断

方法2,采用DMA的方式，DMA中断了就可以关闭PWM了

主要用作电机控制

feixiang20

厉害了啊

nyszx

学习了~

wolfgang2015

“应用笔记AN4776”不是万能的，我也考虑过，经过思索我选择不用该方法是有原因的

虽然TIMER级联方式是解决题目之一，但考虑到这种模式下太占用Timer数量，对于通道数低的尚可，如果面对4个及以上，6个、8个的通道不是最有的选项，对MCU的TIMER资源有着要求。

用DMA虽然浪费内存资源，在内存/Flash易扩展的今天，是一个低成本的解决方案，应该是优于Timer级联，4通道已经需要8个Timer，对那些天生Timer不够用的MCU来说，就无法实现，使用DAM方式应该是最容易普及的方式（外扩SPI Flash等方法）

而且脉冲数量不受65535的限制。

用DMA方式，不会造成脉冲丢失的情况。
具体的可以参看  http://www.stmcu.com.cn   "首页 / 设计资源 / 本地化资源"板块的相关文档

STM32L053可控PWM脉冲方法之DMA
文档说明：目标要求：系统时钟8Mhz,6个PWM脉冲。实现上述目标的方法有很多种，比如两个定时器级连，定时器定时中断翻转IO口，等等，这里使用DMA的方式去实现。
STM32L053可控PWM脉冲方法之DMA.pdf

Inc_brza

wolfgang2015 发表于 2017-12-1 17:12
“应用笔记AN4776”不是万能的，我也考虑过，经过思索我选择不用该方法是有原因的

虽然TIMER级联方式是解 ...

DMA本来是个很好的方法，但是这个方式只能用于低细分或者低速场合，因为加速过程的脉冲数不能太多，否则存储空间够呛。固定加速模式还能放在flash，如果是动态加速模式（加速曲线每次运行可以变化）必须放在ram中就受到很大限制了。
你可以计算一下16细分下用1s加速到2000转（梯形加速）用的总脉冲数
而且，你这个数组还要设计成“0  脉冲数 0 脉冲数 0”的结构，否则你用DMA传输完成中断的方式来断开就太慢了，你必须直接硬件关闭定时器！必须以最快的速度关闭，也就是说不能用软件去操作。一个中断响应的过程就会多发几个脉冲，最可怕的是，多发多少个你还没法统计。
同时，DMA通道时很珍贵的，因为外设之间的DMA是复用的。4路高速脉冲你得用4个DMA+4个定时器通道。你这里使用了，其他更需要大数据的外设就没得用了！所以选型很关键！
不过定时器就不同了，可以看到现在STM32里存在有很多很多的定时器。

wolfgang2015

Inc_brza 发表于 2017-12-2 10:03
DMA本来是个很好的方法，但是这个方式只能用于低细分或者低速场合，因为加速过程的脉冲数不能太多，否则存 ...

其实期间我还专门查询了dma通道映射关系表，相对于timer来说，二者都是不可或缺的mcu资源，难道天生timer资源不足的mcu就不能做高速受控脉冲，注意审题题目没有限定说"益于加速减速"的词语，这种是电机控制特殊的应用场景。mcu的用处不应该仅限于电机这一种场景就以偏概全。

时间（timer）或者空间（通道，存储）都是不可分的重要资源，衡量一个产品可以选择最优的解决方案，但该题不止一个候选答案选择，这就限制了出题者的本意；。你说是不？

如果方法论都限制了，那么怎么有创新的灵感呢？

wolfgang2015

话说外设用到极致，难道dma通道使用到极致，内存、flash、还有dma的half传输中断等技巧的使用就不是外设使用到极致？如果率mcu的选型能力，那没有足够timer资源的方案选型就不可取了？把不可能变为可能是技术，也把外设进行了综合的合理应用。

andeyqi

向大佬们学习

wolfgang2015

自行选型一个STM32的单片机，要求输出4路可控制脉冲数的高速脉冲，必须要尽可能的节省CPU时间，而且不能频繁的进入中断（只需提供解决方案，不用代码）

说到脉冲可控，控制的方法很种类很多，频率、数量、脉宽等等，从脉冲控制方式诞生的开始就有多种技术来实现，从无集成电路方案的晶体管、电子管、555、8051、再到各种ARM，应用领域不可说不广从单路再到多路控制，特别是多路互补PWM在步进电机领域有很重要的使用。

个人认为本地题的关键词
第一层为：
    4路、可控制、脉冲数、高速脉冲
第二层为：
   节省CPU时间
第三层为：
   不能频繁的进入中断

至于是否需要“多路正交“、"用脉冲来代替正弦波" 等都不是该题目明确表达的内容及含义，因此应排除指定用途，因此这题目的答案就不能按某特定用途的解决方式来解决。

输出脉冲，最简单的就是控制PIN脚的电平高低，再计数获得电平高低输出时间长短 和 这种波形的电平周期性来获得一定数量的脉冲信号。

高速脉冲信号：那么这就需要涉及到高速脉冲的测量，拿示波器是一个方法。达到一定频度的持续脉冲就是高速脉冲。另外的一个就是用MCU自身的定时器来测量高速脉冲。

如果要测量4路就需要4个定时器来测量（这是做产品时要考虑的，现在题目没有要求测量可不考虑这项内容，但做产品时需要考虑的更多）。

可控制、脉冲数：这里要求的是脉冲数量有要求。
利用外设手段来控制脉冲数量是重点
可控的因素有，MCU计数、计数器、数组等方法。都是计数的方法，这就是一些控制数量的方法；
利用定时器来计数，那么要在判断定时器数量要求。
数组来计数，利用数组的长度来计数。
从数量感知来说，可以在脉冲输出后感知计数，另外需要在脉冲源侧进行计数输出。


接着第二层说了：节省CPU时间，
这里就排除用MCU来计数的方法，需要利用外设计数，这里就有几种方法 计数器、DMA等方法节省CPU时间。


第三层不能频繁的进入中断
这里提到了中断，不能频繁进入，不是不能进入，而是计数时进入中断的频率不能太频繁。
1、利用输出后的感知来计数时，每次计数都是一次中断，占用大量的MCU中断所以不可取；

2、利用输出源的计数，用一个计数器来计算次数、用一个计数器来控制脉冲，这里有一种技术可以利用，就是溢出，出现了溢出中断，就停止发送脉冲。好方法。。。。

3、利用DMA数组+1的方法来发送，发送的次数限制，受数组的大小，这也是好方法。。。

当需要对2和3比较二者优劣时，就要分析两者边界问题上的影响：
1、中断与数组控制范围？
2、中断与数组控制触发的时间长短，是否对脉冲数量产生影响？
3、定时器与DMA的中断是否会被拦截屏蔽，拦截屏蔽后对脉冲数量输出是否有影响？
4、在中断相同优先级下，是否能准确控制脉冲数量？