今天和大家分享一下使用STM32F769制作的位移采集装置
8 W( \' W- W5 T; Q. x一：STM32F769 ADC 知识分享：

STM32F769xx 系列有3个 ADC,这些 ADC 可以独立使用，也可以使用双重/三重模式(提高采样率)。STM32F769 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有 19 个通道，可测量 16 个外部源、2 个内部源和 Vbat 通道的信号。这些通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。 模拟看门
狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。STM32F769IGT6 包含有3个ADC。STM32F769的 ADC 最大的转换速率为2.4Mhz，也就是转换时间为 0.41us(在 ADCCLK=36M,采样周期为3个 ADC 时钟下得到)，不要让 ADC 的时钟超过 36M，否则将导致结果准确度下降。
4 j. _8 D( ]1 f* V' s/ k- _' MSTM32F769将ADC的转换分为2个通道组:规则通道组和注入通道组。规则通道相当于你正常运行的程序，而注入通道呢，就相当于中断。在你程序正常执行的时候，中断是可以打断你的执行的。同这个类似，注入通道的转换可以打断规则通道的转换， 在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。
: o% [, p1 N7 n9 ~6 V

ADC 的主要特征：

8 @  G5 o# ~# e4 `2 [; M& G. }可配置 12 位、10 位、8 位或6 位分辨率
3 ^2 Y1 Q* ?, k, n6 c. a- A6 r: k在转换结束、注入转换结束以及发生模拟看门狗或溢出事件时产生中断
单次和连续转换模式
扫描模式，自动转化通道 0到通道 n数据
, Q0 K% ^1 R( l% o; k% j: f数据对齐以保持内置数据一致性
0 s# T; K( @. }; _" `6 w可独立设置各通道采样时间
外部触发器选项，可为常规转换和注入转换配置极性
. b* C5 r8 i0 B1 L$ ^2 y不连续采样模式
双重/三重模式(具有2个或更多 ADC 的器件提供)
. O7 ^! N, J" t. ?( U双重/三重 ADC 模式下可配置的 DMA 数据存储
双重/三重交替模式下可配置的转换间延迟
) V, M+ n% @6 Q! Z" f/ t/ ^* [ADC转换类型(参见数据手册)
& T8 }6 V% X5 r" @8 h) n! xADC 电源要求:供电在 2.4V 到 3.6V 下可全速运行，供电低至 1.8V 时为慢速运行
/ K+ Q& a7 a# d+ k0 l% VADC 输入范围:VREF-≤VIN≤ VREF+
常规通道转换期间可产生 DMA 请求

' q) [" Q0 P+ J( M( R: t6 D
- }* P' V' a6 F  m' h3 M+ q二：STM32 cube MX 软件的配置如下所示：

( X; M) [$ H9 q+ M1 C
/ c) i) H4 S4 d" [' C/ H三：STM32 cube MX 软件生成代码如下所示：
6 |1 V0 w( b( j' ~

1.   hadc1.Instance = ADC1;
   " v- E" v. ~4 \' |: ]$ J, F
2.   hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
   
3.   hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
   
4.   hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
   ' `# E9 O# R6 q% D5 W+ \  ^
5.   hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
   " {+ V# i# h. ^1 |2 D  ~9 N
6.   hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
   & C# C$ y7 u3 B4 k& [: S1 @
7.   hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING;
   
8.   hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T1_CC1;
   
9.   hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
   % J9 J; z* c+ a+ S1 {+ E+ G
10.   hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    * r1 O$ @3 X4 g0 A$ P
11.   hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
    7 V4 G5 ?, S. ^$ P  V- y  f+ v1 P
12.   hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    4 j; ^2 \; ^$ g# o2 {
13.   if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
    
14.   {
    
15.     Error_Handler();
    
16.   }

复制代码

上述软件代码是软件配置之后，自动生成的功能，然后我下载之后，发现代码进入的　void NMI_Handler(void)　错误，由于我使用的是DMA的方式接收的ADC的数据，所以DMA还在正常运行，也是搞不懂为什么，串口输出也不正常。
然后我查询了下代码，将ADC的初始化修改如下所示代码：
: {- T8 |; @: S3 o

1.   hadc1.Instance = ADC1;
   : c0 q) V5 B" S2 l- ?- c
2.   hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
   ; e: D% ~) u3 n# ~; \1 }
3.   hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
   9 n$ z9 s: p* a$ q& l3 Q
4.   hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
   
5.   hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
   2 P. ~7 _6 Q6 |1 I4 a- Y5 C
6.   hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
   & L  _- R, `4 X+ H+ P4 t
7.   hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
   3 Y) v" w9 V: B2 N0 D8 e( z, ]
8.   hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T1_CC1;
   # z0 n; \. c' J0 s- w1 a
9.   hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
   
10.   hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    
11.   hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
    , ]. ~- _+ B, o% y4 D
12.   hadc1.Init.EOCSelection = DISABLE;
    
13.   if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
    : K1 ]+ _5 F( x* h4 E5 ^
14.   {
    ) l9 B8 d1 t5 U1 n3 c0 \
15.     Error_Handler();
    ' o  f3 ~% y& a9 K$ |3 X
16.   }

复制代码

下面是ADC　结构体的的变量解释
+ I9 n' ~  }, W+ s. [: _8 x" c

1. typedef struct｛
   
2. uint32 t ClockPrescaler;//分频系数 2/4/6/8 分频

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这里发现是　cube MX 软件配置中对下述变量配置不太一样：

1. hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;　
   
2. hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING;　

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配置好ADC代码后，我们就直接读取ADC的数据就可以了
5 v6 l4 W/ [9 X主程序代码如下：
# N8 {/ h' q/ r. n( s& f; Q' s9 v: g- J

1.   HAL_Delay(200) ;
   5 s9 u' a0 A2 c/ U% T" s* `
2.                 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOJ,GPIO_PIN_13) ;
   
3. //                HAL_Delay(200) ;
   ' H; |* D& \* Y6 I7 A* w
4. //                HAL_GPIO_TogglePin(GPIOJ,GPIO_PIN_5) ;
   
5. //                HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD,GPIO_PIN_4) ;
   
6. //                HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_12) ;
   
7.                 if(usart1_flag == 1)
   
8.                 {
   
9.                         usart1_flag = 0 ;
   
10.                         HAL_UART_Transmit(&huart1,Usart1_DEAL_RX_Buf,usart1_rx_len,100);
    
11. //                        printf("Hello STM32! Hello congcong! Hello STM32f769!\r\n");
    
12. 
    
13.                         printf("Hello STM32! Hello congcong! Hello STM32f769!\r\n" );
    
14.                 }
    ( Y, T( a% d$ q6 `$ R3 v
15. 
    
16.                 printf("ubADCSample data = %5d\r\n" ,ubADCSample);

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PC截图如下所示：

" x2 F/ J: g' H& w1 y, U. @
调试感想如下：
5 `2 c4 [' D. t" {" P; b/ A虽然使用STM32 读取了ADC的数据，但是数据飘动还是比较大了，对于工业控制并不是很好，所以这里我推荐以下几种处理方式：
1：中值滤波方式：
9 Q8 \; I; a% |; ~* s2 ^# m6 s主要是程序在执行的时候，连续采集N次（需要注意下这里下，这里的N必须取值奇数），程序需要按大到小或者从小到达的顺序进行排序，然后取中间数值做为有效值。

1. int MidValueDeal(int N)
   0 ~% ~2 \# H! Z* z4 {* G
2. {      
   
3.     int value_buf[N];      int i,j,k,temp;      
     F- v0 p3 c# I. u1 O
4.     for( i = 0; i < N; ++i)      
   
5.     {        
   
6.     　value_buf[i] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);  
   
7.     }
   # W8 j! H1 w# x  H; R* A/ v0 \
8.       for(j = 0 ; j < N-1; ++j)      
   
9.       {         
   , X8 O- M4 H( A, v7 G# g/ Y0 D: L
10.           for(k = 0; k < N-j-1; ++k)         
    
11.           {              //从小到大排序，冒泡法排序              
    2 |' u8 b, V* {# Q+ I) M
12.               if(value_buf[k] > value_buf[k+1])              
    , X7 K8 J) i2 Y8 e. K6 z8 b+ p
13.               {               
    
14.                   temp = value_buf[k];               
    - C3 g% ?0 V' ]& P7 i) f! Z
15.                   value_buf[k] = value_buf[k+1];               
    
16.                   value_buf[k+1] = temp;              
    
17.               }         
    
18.           }      
    
19.       }
    
20.       return value_buf[(N-1)/2];
    8 J2 K( e7 u  Q4 L4 L
21.   }

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2：算术平均数滤波：连续取值N个数据，对所有的数据进行取平均值；

1. int AverValueDeal(int N)
   # n% p0 T0 w1 |2 i
2. {   
   
3.     int sum = 0;     
   
4. 　　　 unsinged short i;   
   
5. 　　　 for(i = 0; i < N; ++i)     
   
6. 　　　 {        
   " [/ p" U0 N1 h% _- @. }; Z) M
7. 　　　     sum += HAL_ADC_GetValue(&hadc1);      
   . A. \& }3 ^4 U0 Z
8. 　　　 }     
   * ~( `; D+ n$ F/ z  b+ E& S
9. 　　　 return sum/N;
   
10. }

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相比之下：STM32F769的硬件上面没有过采样的硬件配置，对于STM32U083单片机，已经支持硬件的过采样功能。当时测试时候发现，经过硬件处理之后，数据稳定性得到提高。
不过即使没有硬件的过采样，我们依然可以使用软件模拟过采样、滤波采样的功能，对数据进行处理。
& w7 H  E6 s8 s8 K5 W" O
# @, v8 J" `, m! E( w) ~
4 `" {4 M, V, G$ C3 [3 `最后，大家在调试ADC时候有什么好的建议和想法，麻烦评论区留言。
; J2 {/ z8 R( ^8 b9 i2 ]

用标准的基准源进行观察。打印出ADC的值，使用分析软件进行分析评估。

lugl 发表于 2025-3-15 09:20
用标准的基准源进行观察。打印出ADC的值，使用分析软件进行分析评估。
...

不知道是不是我配置的问题，这个AD的数据，感觉还没有U083单片机的采集稳定

〃聪聪哥哥 发表于 2025-3-16 12:36
不知道是不是我配置的问题，这个AD的数据，感觉还没有U083单片机的采集稳定
...

需要进行滤波算法进行处理吧。这么高的主频处理起来应该不难。但是这个12bit的ADC，他的应用场景不是高精度的ADC采集。如果想稳定，最好使用专业的ADC吧。

lugl 发表于 2025-3-16 19:41
需要进行滤波算法进行处理吧。这么高的主频处理起来应该不难。但是这个12bit的ADC，他的应用场景不是 ...

[md]嗯，这个正好有个机会研究一下，，感觉不如U0系列的好呢😄

〃聪聪哥哥 发表于 2025-3-17 19:45
嗯，这个正好有个机会研究一下，，感觉不如U0系列的好呢😄

这个也不能这样说，F769在当年可以说是高档产品了。他还有其他的功能，综合性能比U0要强很多。但是U0的使用的内核比F769要新，在能耗性能比上要比F7xx要好。各有所长。