原创 stm32 ADC 应用

2010-6-19 06:40 9755 14 16 分类: MCU/ 嵌入式

STM32时钟不算快,72MHZ,
也不能扩展大容量的RAM FLASH,
同样没有DSP那样强大的指令集。
它的优势在哪里呢?
---就在快速采集数据,快速处理上。
ARM的特点就是方便。
这个快速采集,高性能的ADC就是一个很好的体现,
12位精度,最快1uS的转换速度,通常具备2个以上独立的ADC控制器,
这意味着,
STM32可以同时对多个模拟量进行快速采集,
这个特性不是一般的MCU具有的。
以上高性能的ADC,配合相对比较块的指令集和一些特色的算法支持,
就构成了STM32在电机控制上的强大特性。

好了,正题,怎末做一个简单的ADC,注意是简单的,
ADC是个复杂的问题,涉及硬件设计,电源质量,参考电压,信号预处理等等问题。
我们只就如何在MCU内完成一次ADC作讨论。

谈到ADC,我们还要第一次引入另外一个重要的设备DMA.
DMA是什么东西呢。
通常在8位单片机时代,很少有这个概念。
在外置资源越来越多以后,
我们把一个MCU内部分为 主处理器 和 外设两个部分。
主处理器当然是执行我们指令的主要部分,
外设则是 串口 I2C ADC 等等用来实现特定功能的设备

回忆一下,8位时代,我们的主处理器最常干的事情是什么?
逻辑判断?不是。那才几个指令
计算算法?不是。大部分时候算法都很简单。
事实上,主处理器就是作个搬运工,
把USART的数据接收下来,存起来
ADC的数据接收下来,存起来
把要发送的数据,存起来,一个个的往USART里放。
…………
为了解决这个矛盾,
人们想到一个办法,让外设和内存间建立一个通道,
在主处理器允许下,
让外设和内存直接 读写,这样就释放了主处理器,
这个东西就是DMA。

打个比方:
一个MCU是个公司。
老板就是主处理器
员工是外设
仓库就是内存
从前 仓库的东西都是老板管的。
员工需要原料工作,就一个个报给老板,老板去仓库里一个一个拿。
员工作好的东西,一个个给老板,老板一个个放进仓库里。
老板很累,虽然老板是超人,也受不了越来越多的员工和单子。
最后老板雇了一个仓库保管员,它就是DMA
他专门负责 入库和出库,
只需要把出库 和入库计划给老板过目
老板说OK,就不管了。
后面的入库和出库过程,
员工只需要和这个仓库保管员打交道就可以了。


--------闲话,马七时常想,让设备与设备之间开DMA,岂不更牛X

比喻完成。
ADC是个高速设备,前面提到。
而且ADC采集到的数据是不能直接用的。即使你再小心的设计外围电路,测的离谱的数据总会出现。
那么通常来说,是采集一批数据,然后进行处理,这个过程就是软件滤波。
DMA用到这里就很合适。让ADC高速采集,把数据填充到RAM中,填充一定数量,比如32个,64个
MCU再来使用。
-----多一句,也可以说,单次ADC毫无意义。




下面我们来具体介绍,如何使用DMA来进行ADC操作。

初始化函数包括两部分,DMA初始化和 ADC初始化

我们有多个管理员--DMA
一个管理员当然不止管一个DMA操作。所以DMA有多个Channel

//ADC with DMA Init

#define ADC_Channel ADC_Channel0
#define ADC1_DR_Address    ((u32)0x4001244C)

void ADCWithDMAInit()
{
        //DMA init;  Using DMA channel 1

        DMA_DeInit(DMA1_Channel1);    //开启DMA1的第一通道
        DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;   //DMA对应的外设基地址,这个地址走Datasheet查
        DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //转换结果的数据大小
        DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (unsigned long)&ADC_ConvertedValue; //
        DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;   //DMA的转换模式是SRC模式,就是从外设向内存中搬运,
        DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;         //M2M模式禁止,memory to memory,这里暂时用不上,以后介


        DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;  //DMA搬运的数据尺寸,注意ADC是12位的,

HalfWord就是16位
        DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;          //接收一次数据后,目标内存地址是否后移--重

要概念,用来采集多个数据的
        DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //接收一次数据后,设备地址是否后移
        DMA_InitStruct.DMA_Mode  = DMA_Mode_Circular;  //转换模式,循环缓存模式,常用,M2M果果开启了,这个模式失效


        DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA优先级,高
        DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 1;  //DMA缓存大小,1个
        DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStruct);

        // Enable DMA1
        DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
}


void ADCx_Init(unsigned char ADC_Channel)
{
        ADC_DeInit(ADC1);     //开启ADC1
        ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  //转换模式,为独立转换。转换模式太多了,以后深究
        ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //对齐方式,ADC结果是12位的,显然有个对齐左边还是右边

的问题。一般是右对齐
        ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;   //连续转换模式开启
        ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  //ADC外部出发开关,关闭
        ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 2;  //开启通道数,2个
        ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE;  //扫描转换模式开启
        ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);

        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);  //规则组通道设置,关键函数 转

换器ADC1,选择哪个通道channel,规则采样顺序,1到16,以后解释详细含义,最后一个参数是转换时间,越长越准越稳定

        // ADC1 to DMA, Enable
        ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); //ADC命令,和DMA关联。

        //ADC1 Enable
        ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); //开启ADC1

        //Reset the Calibration of ADC1
        ADC_ResetCalibration(ADC1);  //重置校准

        //wait until the Calibration's finish
        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1))  //等待重置校准完成
                ;

        ADC_StartCalibration(ADC1);  //开始校准

        while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1))  //等待校准完成
                ;

        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);  //连续转换开始,从选择开始,MCU可以不用管了,ADC将通过DMA不断刷新

制定RAM区
        // Attach them;
}


最后讲讲滤波算法
滤波的方法以后会开个专题。
特别提一下---没有完美的滤波算法,只有合适的滤波算法。
需要综合考虑信号特点,噪声特点,控制对象等等,
这里用个最简单的滤波算法,均值滤波。
采样16次,取平均值。



//16ms finish a ADC detection
// return mv
unsigned int ADC_filter(void)
{
        unsigned int result="0";
        unsigned char i;

        for(i=16;i>0;i--)
                {
                        Delay_xms(1);
                        result += ADC_ConvertedValue;
                }

        return (unsigned int)(((unsigned long)(result>>4))*3300>>12);
}

文章评论2条评论)

登录后参与讨论

用户1086474 2012-12-8 09:41

3300表示3.3v,4096表示12bit分辨率,返回实际多少V

用户1642920 2012-7-2 19:14

(result>>4))*3300>>12) result除以16之后乘以3300>>12是什么意思?
相关推荐阅读
用户1591794 2015-01-27 12:49
GPRS流量计算方法(TCP/IP)
 流量统计方法: 一、登陆网络,建立TCP链路 PPP握手阶段大约要来回12~16个PPP握手包,每个包为30字节。30*16=480字节。 TCP连接阶段:40×3=120字节 注册:...
用户1591794 2014-07-18 09:27
Warning[Pa082]:undefined behavior:
IAR编译的时候,出现警告如下: Warning[Pa082]: undefined behavior: the order of volatile accesses is undefined in...
用户1591794 2014-03-21 10:28
Eclipse AVR Windows8.1 Error
...
用户1591794 2013-08-08 09:13
STM32如何进入sleep模式
  STM32如何进入sleep模式 网上说STM32 STOP模式和Standby模式的不少,却很少有人说怎么操作Sleep模式,东西不多,加一个函数而已,废话不多,下面就给出添加的函数...
用户1591794 2013-08-07 06:50
STM32 BOOT0连接不当造成死机
  STM32的三种启动方式依靠BOOT0和BOOT1两个引脚的电平来决定,ST官方推荐的是串联10k电阻然后在接高电平或接地。 理论上这两个引脚只是在启动的时候用来选择启动方式,启动结束...
用户1591794 2013-04-20 21:52
STM32L BOR 应用
BOR功能 是STM32L系列特有的复位和启动电压调整功能。 BOR 关闭时STM32L的供电范围是1.65 V to 3.6 V, BOR 关闭时STM32L的供电范围是1.8 V to...
我要评论
2
14
关闭 站长推荐上一条 /2 下一条