前言

在做 BLDC 電機控制時，需要 ADC 的采樣時刻和定時器產生的 PWM 波形相配合，才能獲取準確的采樣值， 本文介紹了 CW32F030 系列芯片通過運用 DMA 功能實現高級定時器和 ADC 的同步觸發采樣的功能。

▇PWM 輸出實現

1.1 輸出端口的配置

根據 GPIO 復用功能分配表（完整表格請參閱 CW32F030 用戶手冊中表 9-2 GPIO 復用功能分配表），選取期 望輸出互補 PWM 波形的引腳，如本例中 PA8、PA9、PA10、PB13、PB14、PB15，如下表所示：

▼ GPIO 復用功能分配表

PA8 和 PB13 組成一對互補輸出通道 CH1，PA9 和 PB14 組成一對互補輸出通道 CH2，PA10 和 PB15 組成一 對互補輸出 CH3。

步驟如下：

1. 將相關的 GPIO 設置為輸出；

2. 將 GPIO 配置為 ATIM 的比較輸出復用功能。

代碼如下：

1.2 ATIM 的配置

ATIM 包含一個 16 位的計數器 / 定時器和 7 個比較單元。7 個比較單元中，有六個具有捕獲功能，并且這 6 個捕獲 / 比較單元可以成對使用，組成互補輸出的功能。

本文以產生一個驅動 BLDC 電機所需的 20kHz 的三路互補輸出的 PWM 波形為例，選取 ATIM 的時基信號為 PCLK。

本例中 PCLK 為 64MHz，并通過 ATIM 的預分頻器進行 16 分頻后，以 4MHz 頻率進行計數。

為方便設定 ADC 的采樣時間，ATIM 采用中央對齊模式計數，設置 ATIM 的自動重載寄存器（ARR）為 100， 則 ATIM 的將先從 0 累加至 99，再從 100 遞減至 1，故計數周期為 2 倍的 ARR 寄存器的值，即 PWM 的頻率 為 20kHz。

通過設置 ATIM 的控制寄存器（CR）的 COMP 位為 1，使得 PWM 以互補的方式輸出，CH1A 和 CH1B 的脈寬 由通道 1比較 /捕獲寄存器 A（CH1CCRA）決定，CH1B的輸出脈寬不再由通道 1比較 /捕獲寄存器 B（CH1CCRB） 決定，CH1CCRB 仍可用于設定 CH1B 比較匹配的值。CH2A 和 CH2B，CH3A 和 CH3B 與之類似。

在設置輸出 PWM 互補輸出時，可以對互補通道加入死區時間，由死區時間寄存器（DTR）控制。

ATIM 配置輸出 3 對互補帶死區的 PWM 波形，詳細配置代碼如下：

▼ 產生的 PWM 波形如下：

1.3 ADC 的配置

1.3.1 序列采樣

當需求的采樣通道小于等于 4 路時，可以通過 ADC 的序列采樣模式實現，并且可以通過 ATIM 的通道 1~3 比 較 / 捕獲寄存器 B 中任意一個寄存器設定 ADC 的采樣時刻，這些操作都可以由硬件自動完成，減輕了 CPU 的工作量。

以采樣 AIN0~AIN3 這 4 路輸入為例，設定采樣時刻為 ATIM 計數達到 ARR 時，其參考代碼如下：

上述方法完全由硬件實現，不需要 CPU 和中斷的參與，執行效率非常高，不足的地方是采樣通道限制為 4 路。

1.3.2DMA 擴展采樣

如果需要對超過 4 路的模擬量進行采樣，則需要結合 DMA 的功能，以實現較少的 CPU 參與。其思路如下：

1. ADC 配置為單通道單次轉換，完成轉換后硬件觸發 DMA；

2. DMA 的 CH1 用于將 ADC 的轉換結果傳輸到 RAM 中，本例中將采樣 6 個 ADC 通道，因此傳輸次數 CNT 為 6，源地址固定為 ADC 的 RESULT0 寄存器，目的地址需要遞增；

3. DMA 的 CH2 用于更改 ADC 的采樣通道，當 ADC 轉換完成后，從 RAM 中取 ADC 的通道配置參數，自 動配置 ADC 的寄存器值，因此源地址為 RAM，地址遞增，目的地址為 ADC 的通道控制寄存器；

4. DMA 的 CH3 用于再次啟動 ADC，因為 ADC 配置為單次轉換，當轉換完成后，ADC 自動停止轉換，所 以需要通過 DMA 向 ADC 的轉換啟動寄存器置位，以再次啟動 ADC 轉換；

5. DMA 的 CH1 傳輸完成后，ADC 的 6 路轉換也完成了，并且轉換結果也被傳輸到 RAM，可通過 CH1 的 傳輸完成中斷，將 DMA 的參數重新配置，就實現了多路 ADC 的循環采樣；

6. 通過 ATIM 的比較通道 4，去觸發 DMA 的 CH4，向 ADC 的轉換啟動寄存器置位，啟動 ADC。

其參考代碼如下：

? ADC 的配置：

ADC 配置為單次單通道采樣，采樣完成后可觸發 DMA。

? DMA 的配置：

? ATIM 需要在之前的配置上增加通道 4 的設置，增加的代碼如下：

這種方法可以實現多于 4個模擬通道的采樣，采樣結果自動保存在內存中，并且僅在最后一個通道采樣完成后， 進入一次中斷服務程序對 DMA 的配置進行復位，所以 CPU 的開銷是比較小的，而且可以通過 ATIM 的比較 通道 4 靈活設置采樣時機。