芯耀
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在电机控制、电源调节、模拟信号生成等嵌入式场景中，经常需要 MCU 输出多频率、指定脉冲数的交替 PWM 波形。传统通过 CPU 实时修改 TIM 寄存器的方式，不仅占用核心资源，还容易出现时序抖动；而 STM32U5 系列的TIM DMA Burst配合GPDMA 链表 / 2D 寻址功能，可在无 CPU 干预下，硬件自动批量更新 TIM 寄存器，精准输出变频、定脉冲数的 PWM，稳定性与效率大幅提升。
本文基于 ST 官方 LAT1202 应用笔记，以 STM32U575 为平台，从零讲解两种适配方案 ——带 RCR 高级定时器方案、无 RCR 通用定时器方案，覆盖配置、代码、调试全流程，直接落地项目使用。
资料获取：【应用笔记】LAT1202 TIM DMA burst 输出变频 PWM 波形
1. 核心需求与技术方案
1.1 典型需求
输出两组参数不同的 PWM 交替运行：
- PWM1：频率对应 ARR=1000，脉冲数 = 2，占空比对应 CCR1=500
- PWM2：频率对应 ARR=5000，脉冲数 = 1，占空比对应 CCR1=2500要求硬件自动切换，全程不占用 CPU。
1.2 核心技术原理
（1）TIM DMA Burst 批量更新
STM32 部分定时器支持DMA Burst功能：单个更新事件（UEV）触发一次 DMA 批量传输，同时改写 ARR、RCR、CCR1 等多个寄存器，完美匹配变频 + 变占空比 + 定脉冲数需求。关键寄存器：
- TIMx_DCR：配置 DMA burst 传输长度、触发事件、目标寄存器基索引
- TIMx_DMAR：DMA 访问的目标端口，批量数据通过该寄存器写入 TIM 寄存器组
（2）GPDMA 链表 + 2D 寻址
STM32U5 的 GPDMA 12~15 通道支持：
- Linked List：多节点循环执行，对应多组 PWM 参数自动切换
- 2D Addressing+Repeat：无 RCR 定时器也能实现指定脉冲数输出
- 循环模式：两组 PWM 参数无限交替运行
（3）RCR 重复计数寄存器
高级定时器（TIM1/8/15/16/17）独有，用于直接设定 PWM 输出脉冲个数，计数完成后触发下一次 DMA 更新。
2. 方案一：带 RCR 高级定时器（TIM1）实现
适用于 TIM1/TIM8/TIM15~17，依托 RCR 直接控脉冲数，配置最简单。
2.1 CubeMX 图形化配置
（1）TIM1 基础配置
- 时钟源：内部时钟，通道 1 设为 PWM 生成模式
- 开启寄存器预装载，保证参数更新同步
- 主频 100MHz，通过 ARR 控制 PWM 周期，CCR1 控制占空比
（2）GPDMA 通道 12 链表配置
- 通道：GPDMA1 Channel12（支持链表 + 2D）
- 模式：Linked List + Circular 循环
- 创建队列 TQ1，添加两个节点 TN1（PWM1）、TN2（PWM2）
- 触发源：TIM1 Update 事件
- 传输方向：内存→外设，目的地址 & TIM1->DMAR
- 节点 TN1：源地址 pulse1，长度 3（ARR/RCR/CCR1）
- 节点 TN2：源地址 pulse2，长度 3
2.2 关键代码实现
// 两组PWM参数：{ARR, RCR, CCR1}
uint32_t pulse1[3] = {1000, 2, 500};
uint32_t pulse2[3] = {5000, 1, 2500};
// 链表初始化并绑定通道
MX_TQ1_Config();
if(HAL_DMAEx_List_LinkQ(&handle_GPDMA1_Channel12, &TQ1) != HAL_OK) {
Error_Handler();
}
// 启动DMA链表
HAL_DMAEx_List_Start_IT(&handle_GPDMA1_Channel12);
// TIM与DMA关联
__HAL_LINKDMA(&htim1, hdma[TIM_DMA_ID_CC1], handle_GPDMA1_Channel12);
__HAL_TIM_ENABLE_DMA(&htim1, TIM_DMA_UPDATE);
// 配置TIM1 DMA Burst：3次传输，基地址指向ARR
htim1.Instance->DCR = (1<<16) | ((3-1)<<8) | (11<<0);
// 启动PWM输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);2.3 波形效果
TIM1 先输出 2 个 PWM1 脉冲，再输出 1 个 PWM2 脉冲，循环交替，频率、脉冲数完全符合配置，无 CPU 干预、无抖动。
3. 方案二：无 RCR 通用定时器（TIM2）实现
通用定时器（TIM2/3/4/5）无 RCR，借助GPDMA 2D 寻址 + Repeat 计数器实现指定脉冲数。
3.1 核心改动
- 取消 RCR 参数，pulse 数组第二位填 0
- GPDMA 通道开启2D Addressing
- 配置 Repeat Counter：TN1=3、TN2=1，替代 RCR 控脉冲数
- Block 源地址偏移设为 - 12，实现单组参数重复传输
3.2 参数与代码修改
// 无RCR，第二位填0
uint32_t pulse1[3] = {1000, 0, 500};
uint32_t pulse2[3] = {5000, 0, 2500};
// 关联TIM2与DMA，其余链表启动代码同方案一
__HAL_LINKDMA(&htim2, hdma[TIM_DMA_ID_CC1], handle_GPDMA1_Channel12);
__HAL_TIM_ENABLE_DMA(&htim2, TIM_DMA_UPDATE);
// DCR配置与TIM1一致：3次传输，基地址ARR
htim2.Instance->DCR = (1<<16) | ((3-1)<<8) | (11<<0);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);3.3 实现效果
与方案一完全一致，依靠 GPDMA 硬件重复功能，完美替代 RCR，通用性更强。
4. 关键寄存器与参数说明
4.1 TIMx_DCR 寄存器详解
htimx.Instance->DCR = (DBSS <<16) | (DBL <<8) | (DBA <<0)- DBSS[16]：DMA burst 触发事件，1 = 更新事件触发
- DBL[8:10]：传输次数 - 1，本例 3 次传输→填 2
- DBA[0:4]：TIM 寄存器基地址索引，ARR 索引为 11
4.2 GPDMA 关键配置
- 内存地址自增、外设地址固定
- 数据宽度：Word（32 位），匹配 TIM 寄存器位宽
- 循环链表：两组节点自动切换，持续输出
5. 开发避坑要点
- 必须开启 TIM 预装载：否则寄存器更新不同步，PWM 波形异常
- DMA 通道选型：只有 GPDMA 12~15 支持链表与 2D 功能
- 数据长度匹配：DMA 传输长度必须与 pulse 数组长度一致
- 2D 偏移正确：无 RCR 方案中，Block 源地址偏移设为 - 12，保证参数重复写入
- 时钟稳定：TIM 时钟需配置准确，避免 PWM 频率偏差
STM32U5 的TIM DMA Burst + GPDMA 链表 / 2D 寻址，是实现硬件自动变频 PWM的最优方案：
- 全硬件执行：CPU 零占用，专注核心业务
- 适配全系列 TIM：高级 TIM 用 RCR、通用 TIM 用 GPDMA Repeat
- 配置灵活：可扩展 3 组及以上 PWM 参数，满足复杂波形需求
- 时序精准：批量更新 + 硬件触发，无软件延时与抖动
