Я использую STM32F405RGT6 .
Для обмена данными между MCU и датчиком мне нужно 2 провода: провод синхронизации и сигнал, синхронизированный с моими часами.
Использование таймера в режиме сравнения выходных данных (OC) с прерываниями обновления кажется наиболее подходящим решением. Но есть вещь, которую я не могу понять.
Я настроил TIM3 для работы в режиме OC с выводом PB8, который переключается в середине периода.
Таймер вызывает прерывание при каждом обновлении. Обработчик этого прерывания переключает другой вывод (PB4).
Поэтому я ожидаю, что на моих проводах будут одинаковые сигналы с фазовым сдвигом в половине периода. Все в порядке, когда период TIM3 занимает 240 мс, но у меня значительная задержка в более короткие периоды, пока синхронизация полностью не произойдет в период 1 мкс. TIM3 использует 84 МГц источник APB1. Prescaler: /1.
main.c code:
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
RTC_HandleTypeDef hrtc;
TIM_HandleTypeDef htim4;
/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
void Error_Handler(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM4_Init(void);
static void MX_RTC_Init(void);
void HAL_TIM_MspPostInit(TIM_HandleTypeDef *htim);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* USER CODE END PFP */
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_TIM4_Init();
MX_RTC_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim4, TIM_IT_UPDATE);
HAL_TIM_OC_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/** System Clock Configuration
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct;
/**Configure the main internal regulator output voltage
*/
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 16;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 224;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;
PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSI;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/**Configure the Systick interrupt time
*/
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
/**Configure the Systick
*/
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
/* SysTick_IRQn interrupt configuration */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}
/* RTC init function */
static void MX_RTC_Init(void)
{
/**Initialize RTC Only
*/
hrtc.Instance = RTC;
hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* TIM4 init function */
static void MX_TIM4_Init(void)
{
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;
htim4.Instance = TIM4;
htim4.Init.Prescaler = 0;
htim4.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim4.Init.Period = 99;
htim4.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
if (HAL_TIM_OC_Init(&htim4) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim4, &sMasterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_TOGGLE;
sConfigOC.Pulse = 49;
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_ENABLE;
if (HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&htim4, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
HAL_TIM_MspPostInit(&htim4);
}
/** Configure pins as
* Analog
* Input
* Output
* EVENT_OUT
* EXTI
*/
static void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
/*Configure GPIO pin : PB4 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief Period elapsed callback in non blocking mode
* @note This function is called when TIM1 interrupt took place, inside
* HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
* a global variable "uwTick" used as application time base.
* @param htim : TIM handle
* @retval None
*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* USER CODE BEGIN Callback 0 */
/* USER CODE END Callback 0 */
if (htim->Instance == TIM1) {
HAL_IncTick();
}
/* USER CODE BEGIN Callback 1 */
else if (htim->Instance == TIM4)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_4);
}
/* USER CODE END Callback 1 */
}
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @param None
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
while(1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif
Вот моя конфигурация часов.
clock_conf
TIM3 использует шину APB1 84 МГц, поэтому ее минимальный период составляет менее 50 нс.
Осциллограммы в разные периоды (1 отсчет означает 12 нс, желтый для сигнала PB4, синий для PB8 - OC): 1 20000 отсчетов 2 2000 отсчетов 3 1500 считает 4 1000 считает 5 400 считает 6 200 считает 7 100 считает
Почему я не могу достичь правильной синхронизации на таких скоростях? MCU, таймер и GPIO работают на достаточной частоте.
Извините за мой английский, это не мой родной язык.