[Nucleo-L4R5ZI评测]ADC+TIME+DMA+FFT的使用

莫~ 提问时间：2018-3-15 22:21 /

本帖最后由 mo-416898 于 2018-3-15 22:25 编辑

前段时间参加STM32中文官网L4+的回答问题送版活动，成功地收到了一块Nucleo-L4R5ZI板。希望以后中文官网多多搞这样的活动，为我们广大的粉丝多送板。去年论坛也搞了很多活动，整个活动下来拿到两块板，一块Nucleo-F072，一块Nucleo-L011，还有两万多的积分没有兑换，哈哈哈

。等攒到了三万分兑换带TFT屏的F429，现在已经被兑换完了，没有货，希望赶紧上货。

回到我们的主角L4R5，L4+系列是ST新发布的一个系列。应该是为了适应物联网和穿戴类的发展吧，主要是低功耗，同时又兼顾性能。带有优化的圆形显示器Chrom-GRC,还有TFT-LCD接口，DSI接口等等功能。图形显示方面功能很多，又有OCTOSPI接口，在处理图形显示数据方面非常方便。可惜Nucleo-L4R5本身并不显示屏。主频最大可以去到120Mhz，RAM有640k，ROM有2M，这个非常赞阿！！！可以随便放心大胆的用！之前有人评测过了Nucleo-L4R5的低功耗和其它一些基本的功能。这个板又没有带屏，思来想去还是评测FFT的性能怎么样吧。刚好前段时间刚刚大学时的DSP教材重新看了一遍，正好可以拿来试试手。

这次评测使用TIME触发ADC进行定时采样， ADC采样到1024次的时候对采样结果进行1024个点的FFT。将FFT的结果通过串口发送到电脑，使用excel做成图形验证FFT的正确性。TIME的触发时钟频率为48Khz。ADC使用DMA进行数据传输。同时通过IO口的操作测量FFT所使用的时间。开始是想把FFT的结果通过串口发送到电脑，使用labview实时显示ADC采样结果的FFT的。算了一下时间，串口的速度太慢了，不能实时显示。FFT的计算处理如下面的截图

FFT input 数据的初始化

FFT计算和打印

为了验证FFT的正确性，使用sin函数生产一个200hz的正弦波数据，把这组数据作为FFT的输入。FFT数据的初始化，FFT数据为一个正弦波，频率为200HZ，采样平率为1000hz。FFT后的结果如下图

可以看到FFT后的结果和输入的信号相符合，在200hz处得到最大的幅值。这样验证了FFT的正确性。

验证FFT的算法正确之后，用手机信号发生器播放一个5khz的正弦波，把这个正弦波输入到ADC(PA4)。ADC的采样频率使用48khz的采样率，进行FFT后打印出来。用excel处理后得到的频谱分布如下图

从频谱图可以看出，在5khz处得到了最大值，10kzh处有非常明显的谐波。谐波成分非常明显，可能是由于手机输出后受到线材或是电路的干扰导致。同时，频谱中还可以看到很大的直流分量。

上面的这些功能都是从ST的官方库STM32Cube_FW_L4_V1.11.0移植过来的，工程直接使用了里面的模板工程。在这里不得不说ST的官方库做得非常不错，所以外设的使用例程都有。使用的时候只需要移植相关的部分到模板工程就可以了。库目录下Project文件夹里包含了L4和L4+系列的Nucleo板和Discovery板的例程工程文件。直接打开工程就可以直接在Nucleo板上跑起来验证，非常方便。ST的开发板都自带有stlink，无需额外的调试器，同时又可以当串口使用，这些功能都做得非常好阿。只要一个板加USB线就可以调试仿真了。

测试FFT时间的消耗。STML4+最大可以到120Mhz，本次评测就是使用到了120Mhz。最后进行基4的1024点浮点复数FFT的时间消耗大概为1.840ms，进行基4的1024点定点（1.31模式）FFT的时间消耗大概为2.76ms，进行基4的1024点定点（1.15模式）FFT的时间消耗大概为1.16ms。这个速度好像要比F4系列的要慢一些，F429好像只用0.5ms就完成了。但是这个也是很快的了，毕竟L4+跑120Mhz，F429跑180Mhz。

总的来说DSP的性能还是相当不错的，推出后相信会有更多更好应用。
附件是工程文件，IAR8.2版本的，下载下来rebuild后就可以用了。为了上传，删了很多没有用到的文件。如果恢复其它的文件，复制ST的官方库STM32Cube_FW_L4_V1.11.0下的Drivers文件夹和Middlewares文件夹到project目录下替换就可以恢复完整的官方库文件了。