前言 x. ^" D& h1 h2 V! Y' O( J 有的项目中需要对多个通道的电压进行一定频率的AD采样。 第一种:是使用定时器去读取,通过检查转换完成标志位来读取,但这样就会加重整个系统的负担,占用CPU资源。- @+ z. X1 I+ x( o# v& | 第二种:是采用定时器触发多通道ADC扫描采样,且采样数据由DMA传到RAM中的缓存,通过DMA中断来获取数据。比如我们这次项目中就要1kHz的速度读取DMA,并通过DMA传输。' N& A& i5 C$ Z, X) u" h+ ]9 J 这样做有以下几个好处:& y4 e4 e n. i" a% }8 R4 Q- g6 S 1、由定时器触发ADC采样,这样采样的频率可控,且定时器触发不会占用任何CPU资源;5 u. t# X: F& P( B8 ~ 2、DMA进一步降低了任务对CPU的占有率。 $ ^! x* C: J3 |+ C* ?- a7 J8 Y+ n/ _ 1、硬件原理2 s7 v0 K; [! Z2 M \* }6 D 1.1定时器& c1 h# W+ L5 @; Z$ E' e 该项目中,我们选择TIM2的TRGO为触发源来触发ADC的转换。1 d) W; Z4 _5 K0 v$ ]6 Y, i1 |! M 即使用该函数: 9 Q( h& }" e3 c$ A9 ~ Q5 d& E, L6 S0 j 下图为ADC转换的触发条件:- q4 k. c- [- R( f 1.2 ADC STM32F407的ADC的有规则通道和注入通道,规则通道扫描采样,配置好规则通道后,定时器更新后 触发ADC转换,ADC转换完成后触发DMA传输。8 z" c; f" t( [ 如下图为ADC 内部使用框图: & e a9 ^+ l7 p2 \& D" r: E 1.3 DMA传输 STM32F407有DMA1 和DMA2两个控制器,下图为 DMA的请求映射。/ }% X2 o/ K- o ' q6 [' N/ O5 ~9 F5 r& g ) k0 K( ?% c: ?* {+ \* P1 q 我们使用的ADC1,也就是DMA的数据流stream0 通道0,用ADC的转换完成标志触发DMA数据传输。 2、代码部分 2.1定时器; R+ ~: a. [; v8 m% ^4 n* x' l 2.1定时器初始化" l E+ t7 C2 b 我们采用的10K hz的读取频率,定时器使用的是TIM2,TIM2是挂载在APB1总线上面,时钟频率为84M。) X( u {8 I2 ]( E4 }4 c) i 我们设置TIM2时钟分频为84,即1秒钟计数1M个,每计数100个触发一次定时器中断(这里只是用于测试,1 v/ [' B: `1 v' C2 \8 ` 与触发ADC转换没有必然的联系)。7 ~7 ]3 f; ?5 u2 ~. \' j 5 j; _+ y$ {( h4 }0 p 2.12 定时器中断函数 为了测试定时器是否正常中断,我们加了定时器中断函数,并通过IO口的电平翻转进行测试。 通过逻辑分析仪可以看出,定时器按照设定的时间周期定时中断。: [$ M: x7 _. V; g3 A2 L 可以看出方波的频率5Khz,则进入定时器的频率为10Khz,则1秒钟触发了10Khz次ADC转换。 2.2 ADC部分0 i& X9 n7 s' E/ z0 X% n, H/ s5 w 每个通道都可以单独配置为不同的采样时间,我们获取ADC的频率为10khz,一共要转换的规则通道数为4,, F/ D& u& D8 I, O9 C# v* o% U 也就是说留给每一路的转换时间最大是25us。! w$ |5 p$ u, [* f1 P* g+ K , J! g, v* b8 S: \! _% B% f ' ?" E- d* r$ L 由上图可得,在30M的ADC时钟频率下,12位ADC的最大转换时间为16.40us,虽然我们采用的是21M时钟 时间也不会多到哪里去,依然满足我们的采样要求。ADC初始化代码部分) y: A! j$ z9 u6 k0 P# _ * i/ c7 ]/ J2 n; y 设置规则转换通道和单路转换时间 ! S- s- u, m P 我们设置规则转换 通道数为4,转换优先级根据ADC_RegularChannelConfig函数 void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)中、# x# c; D ]' d) C4 | 1 h A! D# m4 u1 _ bank的大小而决定。; _ {, y% ]3 L1 V( @ 每一路的采样时间为84个时钟周期,约等于5us左右,符合25us范围。 2.3 DMA部分 " `5 U+ p$ Z- S9 U* f' u$ Q 2.4 main函数部分, z! d4 Z, {$ G7 U1 h 我们定时DMA传输数据的个数 len 为64个字节 1ADC通道是2个字节,则4个通道就是8个字节 64个字节需要8次DMA传输,则会触发DMA传输中断。数据存储的输出uint16_t ADC_Rx[100];//接收的数据,即原地址 即DMA传输来的数据会存在该数组中。% M5 @/ `$ k6 E! Z " S6 i' D( N! H/ D1 o) z 下图为仿真数据,我们将通道2接在GND上,因为为四个通道,所以每间隔3个位,会得到几乎相同的数据, 也就是0V所对应的ADC值,数值在0左右,如下图所示。$ `; c6 e5 D9 [3 a $ |/ b' X- R8 b' O. X5 y 附加知识 ADC注射转换0 `0 |2 ^) y$ g3 [, { ADC注射转换最大可以插入四个通道。' i4 Q/ ]( j+ r( v 设置注入转换的通道数为1,通道号为14。 ADC_AutoInjectedConvCmd(ADC1,ENABLE)该函数作用是在规则ADC转换完成后,自动执行插入ADC通道的转换。 插入ADC通道的转换值位于ADC的JDR寄存器 总结/ i0 \4 |: ~) |# Y* u 以上流程就是使用STM32的ADC+DMA+timer实现自动定时采样模拟电压的配置使用流程,若读者发先任何疑问,妄指教。 0 V. K8 ] _# c/ f, x; ?/ D" c 作者:woai32lala9 m% W. ~, l% q) A8 l& m" w) x' I |
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