测试篇——STM32G474之AD/DA模拟性能测试

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eefishing 发布时间：2020-1-10 01:03

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有幸参加了ST最新的G4系列MCU的测评。之所以会选择参加G4系列MCU的测评，是看中了G4系列优越的性能和较高的性价比，G4作为F3的升级系列，主频高达170MHz，内嵌了数学运算加速器，具有丰富的内置数模外设，运放、比较器、DA、AD等，硬件加密使用的是AES-256，带有双安全存储区域。

手头正好有电机控制方面的项目，准备选型一款合适的MCU，而G4系列典型应用之一正是电机控制，不巧的是收到开发板时订购的BLDC评估板一时半会还到不了手，临时改变评测项目，已经量产的工业仪器MCU替换为G474，看功能和性能方面是否可以达到或超越现有的MCU。

到手的Nucleo-G474开发板，先来张特写。

Nucleo-G474的板载烧写器MCU已经不是传统的STM32F103了，而是升级到了STM32F723，唯一遗憾的是烧写器和主板是一体的了，不是传统的间断连接方式，不能和主板分离，成为一个单独的烧写器。

为方便测试，且最大限度保护好Nucleo-G474原板，不直接在原板上焊接连线，特地打了1片专用测试板。这里要感谢下深圳某创PCB专业制造公司，速度快，还便宜，只要5块钱，且SF包邮（前提是尺寸不能超过10X10CM）。测试板上包括本次评测要用的外围电路，包括指示灯、RS232串口、DA、AD、CAN-FD，其中CAN-FD将放在后期测试。
首先测试传统的点灯，板载Led和自制Led交替点亮。用CubeMX配置好硬件资源，keil5编译程序，然后将程序下载到Nucleo-G474开发板，注意初次擦除烧写会报错，解决方法是从官网下载STSW-LINK007升级，就可以下载程序了。
程序运行效果如下所示：

接下来就是测试最主要的部分，手头已量产的产品是专用的传感器，MCU通过DA模块输出控制电压（电压大小需根据不同的环境可调），AD模块采集不同的被检测对象所对应的模拟量大小并转换成数字量，主控程序根据采集到的数字量大小，输出对应的控制。

CubeMX配置G474的资源如下图所示：

Main主程序：

int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
button_no = 0;
/* USER CODE END 1 */

/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

HAL_Init();

/* USER CODE BEGIN Init */

/* USER CODE END Init */

/* Configure the system clock */

SystemClock_Config();

/* USER CODE BEGIN SysInit */

/* USER CODE END SysInit */

/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_TIM3_Init();
MX_UART4_Init();
MX_ADC2_Init();
MX_DAC2_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */

if (HAL_DAC_Start(&hdac2, DAC_CHANNEL_1) != HAL_OK)
{ Error_Handler(); }

if (HAL_DAC_SetValue(&hdac2, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, 1024) != HAL_OK)
{ Error_Handler(); }

if (HAL_ADC_Start(&hadc2) != HAL_OK)
{ Error_Handler(); }

AD_Sample = 0;
AD_Sample = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
__HAL_ADC_CLEAR_FLAG(&hadc2, ADC_FLAG_EOS);

/* USER CODE END 2 */

/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */
if (HAL_GPIO_ReadPin(B2_GPIO_Port, B2_Pin) == 0x01U)
{
   button_no = 0x01U;
}
else
   button_no = 0x00U;
HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);
HAL_GPIO_TogglePin(LD3_GPIO_Port, LD3_Pin);
if (HAL_ADC_Start(&hadc2) != HAL_OK)
{ Error_Handler(); }
HAL_Delay(50);
AD_Sample = 0;
if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc2, 10) == HAL_OK)
{
   AD_Sample = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);

   sprintf(aTxBuffer,"AD value = %5d    ",AD_Sample);
   if (HAL_UART_Transmit(&huart4, (uint8_t *)aTxBuffer, 26, 5000) != HAL_OK)
   {
   Error_Handler();
   }
   __HAL_ADC_CLEAR_FLAG(&hadc2, ADC_FLAG_EOS);
   /* Insert delay 100 ms */
if (HAL_ADC_Stop(&hadc2) != HAL_OK)
{ Error_Handler(); }
   if (button_no == 0x00U)
      HAL_Delay(2000);
   else
      HAL_Delay(100);
}
}
/* USER CODE END 3 */
}

测试结果：
下图为传感器中没有被检测对象时采集到的数据：