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【实战经验】PWM硬件间隔触发ADC

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zero99 发布时间:2017-1-4 17:05
前言
- m. `0 g" V* _在各种应用场景中,比如电机,电源,变频器等应用中,ADC的采样点会有很严格的要求,如果采样点选择错误,会给整个控制系统造成严重后果,本文针对STM32Fxxx的PWM波硬件间隔ADC采样实现方式做简要介绍;# v1 c$ w) [1 A1 T9 i
+ _' r3 a2 S. t/ L5 s+ G( S
PWM硬件触发ADC  k" d2 Z0 [' L1 Z8 F  `0 p9 Y
在STM32Fxxx中Timer1一般用于产生互补输出的ADC,一般的设定都是使用PWM波中心点,或者是Timer1的第四通道(TIM1_CH4) 作为ADC的触发输入信号(可改变采样点的选取);该设定一般是每个PWM周期触发ADC采样一次,软件设定也比较成熟:
7 a. g) v# U+ KPWM波中心点触发ADC设定:
, P' n0 s. H1 q: c 41.jpg 1 F" D! r2 |  U7 N
TIM1_CH4作为ADC的触发信号设定:
, }7 R( a6 {4 \2 w) } 42.jpg # ^' q6 a2 x: `; m

; J* @1 f9 t- j5 I6 r, w6 KPWM硬件间隔触发ADC: H) u6 D+ {6 ~5 R8 a& n& M
有些应用场景下,ADC硬件触发转换结束后会进行系统的关键程序的计算,比如电机的FOC算法,电源的电流环控制等,当客户使用的芯片速度没有足够快,比如使用了STM32F0xx(48MHz主频),或者PWM波太快,比如电源60KHZ的PWM波,在一个PWM波周期内无法完成ADC转化以及核心算法计算,这时候需要在2个PWM周期或者是多个PWM周期进行ADC的触发转化,此时就需要将ADC的硬件触发转化变为间隔采样;
0 u( v: Q9 }# u' A& ]+ K0 i  f( ^+ J 43.jpg
; {: j( |% Q/ A1 p- d8 ~# S2 C" t. o2 Z# q. D/ K2 J
PWM波中心点间隔触发ADC设定
9 W3 H! ^9 y! I/ v4 _) _- O3 S3 v2 O在STM32Fxxx中最直接有效的设定,使用Repetition寄存器,同时设定Timer1的update信号作为触发输出,图一的蓝色箭头即为此种情况的触发点设定
6 A5 P1 R7 |- i+ b 44.jpg
+ n2 A# [& E3 F& i% {- N. G& K* s6 A4 I* ?. ]( i2 t, _
可改变采样点的间隔触发ADC设定6 M# ~; A+ A' v  _
可改变采样点的间隔ADC触发,即图一中的绿色箭头,使用TIM1_CH4这种方式不能实现纯硬件触发采样,这种情况下有两种方法可实现这个采样方式:/ n6 G% O' G, m
一,硬件触发+软件计数方式2 d9 \6 R1 Q9 Y9 r" Q
ADC的采样及转化时间很短,基本上需要间隔采样方式,时间基本上都是消耗在算法实现上,所以可以采用每个PWM周期都进行硬件触发ADC,但算法计算则是间隔实现,使用全局变量的计数方式,也就是在ADC转换完成结束后,进行计数,当计数值达到间隔采样数据后才进行算法计算,这种方法即兼容了ADC可改变采样点以及间隔计算的目的,比较实用;
: _3 m4 u' K2 x) l* ~二,纯硬件方式
6 U% B, S& u; |5 \$ y! C" e( O此时需要引入辅助Timer来实现,辅助Timer的频率设定为Timer1的倍数关系,倍数的数值设定为间隔周期,辅助Timer的比较寄存器数据设定为采样点的数据(比如上面所说的TIM1_CCR4)
: U) g6 `2 [( i3 T, ]$ Y9 h 45.png 6 ^+ T; m& n6 p0 W, t3 y
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: s/ c% k! R( Y/ I6 X( M4 O+ c4 [
& l) i- E$ G6 f( \# F! E
文档下载4 U; V7 n* \% M! D5 D* q& Y

2 N. K6 @- b: h8 b( J) y更多实战经验
赞 收藏 3 评论12 发布时间:2017-1-4 17:05

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12个回答
leo121_3006061 回答时间:2017-1-4 20:24:10
谢谢分享,非常好的资料
五哥1 回答时间:2017-1-4 23:07:08
学习了,这个以后会用到
5265325 回答时间:2017-1-5 08:39:12
dear祝子 回答时间:2017-1-5 08:59:03
电机控制领域用的特别多,l你这是要干啥,
andypanfan 回答时间:2017-1-5 09:01:46
谢谢分享
TaoTaoCome 回答时间:2017-10-25 19:46:26
我用中心对齐pwm 定时器的 TRGO信号触发adc 每个pwm周期 有两次   N) M5 Y- ]  x$ G
怎么设置为一次啊, 高电平中间触发adc采样
goodyhb031 回答时间:2018-4-24 19:51:11
首先非常感谢您的这篇文章,其次,请问zero99兄,TIMER2/3/4如何设定PWM波中心点触发ADC?谢谢!
sys001 回答时间:2018-5-3 13:23:25
谢谢分享
sys001 回答时间:2018-5-3 13:23:45
谢谢分享
hip~hop 回答时间:2018-8-25 14:45:13
大佬您好,我是使用的48兆的M0内核单片机,因为ADC硬件触发条件中关于定时器1的只有123个捕获比较通道,但这三个通道我都用于产生互补PWM波了,于是我用定时器1使能触发定时器3,实现两个定时器同步,然后定时器3的更新设置为TRGO信号,硬件触发ADC,实验证明都是正确的,但是,我发现,当我在ADC完成中断中加入电机驱动算法的时候,ADC采集出现跳变,会出现时不时少触发一次ADC采集,这是为什么?
lmyyjx 回答时间:2019-4-20 09:20:08
必须顶一个,可能要用到
电子邱工 回答时间:2019-4-24 08:17:47
谢谢分享

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