
前言 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。 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。 这样做有以下几个好处: 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; 2、DMA进一步降低了任务对CPU的占有率。 1、硬件原理 1.1定时器 该项目中,我们选择TIM2的TRGO为触发源来触发ADC的转换。 即使用该函数: ![]() 下图为ADC转换的触发条件: ![]() 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。 如下图为ADC 内部使用框图: ![]() 1.3 DMA传输 STM32F407有DMA1 和DMA2两个控制器,下图为 DMA的请求映射。 ![]() ![]() 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 2.1定时器初始化 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。 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, 与触发ADC转换没有必然的联系)。 ![]() ![]() 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。 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 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, 也就是说留给每一路的转换时间最大是25us。 ![]() 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 ![]() 设置规则转换通道和单路转换时间 ![]() 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、 bank的大小而决定。 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 ![]() 2.4 main函数部分 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。 ![]() 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。 ![]() 附加知识 ADC注射转换 ADC注射转换最大可以插入四个通道。 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 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。 作者:woai32lala |