STM32ADC结合DMA数据采样与软件滤波处理文档格式.docx
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ADC的输入时钟不得超过14MHZ,它是由PCLK2经分频产生。
如果被ADC转换的模拟电压低于低阀值或高于高阀值,AWD模拟看门狗状态位被设置。
关于ADC采样与DMA关系,引用网上一段解释:
STM32的优点在哪里?
除去宣传环节,细细分析。
STM32时钟不算快,72MHZ,
也不能扩展大容量的RAMFLASH,
同样没有DSP那样强大的指令集。
它的优势在哪里呢?
---就在快速采集数据,快速处理上。
ARM的特点就是方便。
这个快速采集,高性能的ADC就是一个很好的体现,
12位精度,最快1uS的转换速度,通常具备2个以上独立的ADC控制器,
这意味着,
STM32可以同时对多个模拟量进行快速采集,
这个特性不是一般的MCU具有的。
以上高性能的ADC,配合相对比较块的指令集和一些特色的算法支持,
就构成了STM32在电机控制上的强大特性。
好了,正题,怎末做一个简单的ADC,注意是简单的,
ADC是个复杂的问题,涉及硬件设计,电源质量,参考电压,信号预处理等等问题。
我们只就如何在MCU完成一次ADC作讨论。
谈到ADC,我们还要第一次引入另外一个重要的设备DMA.
DMA是什么东西呢。
通常在8位单片机时代,很少有这个概念。
在外置资源越来越多以后,
我们把一个MCU部分为主处理器和外设两个部分。
主处理器当然是执行我们指令的主要部分,
外设则是串口I2CADC等等用来实现特定功能的设备
回忆一下,8位时代,我们的主处理器最常干的事情是什么?
逻辑判断?
不是。
那才几个指令
计算算法?
大部分时候算法都很简单。
事实上,主处理器就是作个搬运工,
把USART的数据接收下来,存起来
把ADC的数据接收下来,存起来
把要发送的数据,存起来,一个个的往USART里放。
…………
为了解决这个矛盾,
人们想到一个办法,让外设和存间建立一个通道,
在主处理器允许下,
让外设和存直接读写,这样就释放了主处理器,
这个东西就是DMA。
打个比方:
一个MCU是个公司。
老板就是主处理器
员工是外设
仓库就是存
从前仓库的东西都是老板管的。
员工需要原料工作,就一个个报给老板,老板去仓库里一个一个拿。
员工作好的东西,一个个给老板,老板一个个放进仓库里。
老板很累,虽然老板是超人,也受不了越来越多的员工和单子。
最后老板雇了一个仓库保管员,它就是DMA
他专门负责入库和出库,
只需要把出库和入库计划给老板过目
老板说OK,就不管了。
后面的入库和出库过程,
员工只需要和这个仓库保管员打交道就可以了。
--------闲话,马七时常想,让设备与设备之间开DMA,岂不更牛X
比喻完成。
ADC是个高速设备,前面提到。
而且ADC采集到的数据是不能直接用的。
即使你再小心的设计外围电路,测的离谱的数据总会出现。
那么通常来说,是采集一批数据,然后进行处理,这个过程就是软件滤波。
DMA用到这里就很合适。
让ADC高速采集,把数据填充到RAM中,填充一定数量,比如32个,64个MCU再来使用。
-----多一句,也可以说,单次ADC毫无意义。
下面我们来具体介绍,如何使用DMA来进行ADC操作。
初始化函数包括两部分,DMA初始化和ADC初始化
我们有多个管理员--DMA
一个管理员当然不止管一个DMA操作。
所以DMA有多个Channel
以下是程序分析:
程序基于STM32F103VET6,库函数实现
RCC部分:
(忽略系统时钟配置)
//启动DMA时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
//启动ADC1时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
GPIO部分:
(ADC引脚参见上表)
//ADC_CH10-->
PC0
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
//模拟输入
GPIO_Init(GPIOC,&
GPIO_InitStructure);
//PC2
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;
ADC1配置:
(两外部输入,另采样部温度传感器)
voidADC1_Configuration(void)
{
ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
//转换模式为独立,还有交叉等非常多样的选择
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=ENABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;
//连续转换开启
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=3;
//设置转换序列长度为3,三通道
ADC_Init(ADC1,&
ADC_InitStructure);
//ADC置温度传感器使能(要使用片温度传感器,切忌要开启它)
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);
//常规转换序列1:
通道10
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_10,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);
//常规转换序列2:
通道16(部温度传感器),采样时间>
2.2us,(239cycles)
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_16,2,ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,3,ADC_SampleTime_239Cycles5);
//输入参数:
ADC外设,ADC通道,转换序列顺序,采样时间
//EnableADC1
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
//开启ADC的DMA支持(要实现DMA功能,还需独立配置DMA通道等参数)
ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);
//下面是ADC自动校准,开机后需执行一次,保证精度
//EnableADC1resetcalibarationregister
ADC_ResetCalibration(ADC1);
//ChecktheendofADC1resetcalibrationregister
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
//StartADC1calibaration
ADC_StartCalibration(ADC1);
//ChecktheendofADC1calibration
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
//ADC自动校准结束---------------
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
//ADC启动
}
DMA配置:
(无软件滤波)
voidDMA_Configuration(void)
DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure;
DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=ADC1_DR_Address;
//DMA外设地址,在头部定义
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)&
AD_Value;
//存地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;
//外设至存模式
//BufferSize=2,因为ADC转换序列有2个通道
//如此设置,使序列1结果放在AD_Value[0],序列2结果放在AD_Value[1]
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=3;
//一次转换三个
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;
//接受一次后,设备地址不后移
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;
//接受一次后,存地址后移
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
//每次传输半字
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
//循环模式开启,Buffer写满后,自动回到初始地址开始传输
DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;
DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_High;
DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel1,&
DMA_InitStructure);
//配置完成后,启动DMA通道