STM32-ADC結合DMA數(shù)據(jù)采樣及軟件濾波處理

1、-. z.STM32 ADC結合DMA數(shù)據(jù)采樣與軟件濾波處理2012-03-17 23:53:05| 分類：STM32 | 標簽：HYPERLINK m646208823.blog.163./blog/ l m=0&t=3&c=adc結合dmaadc結合dma |字號大中小訂閱本文原創(chuàng)于觀海聽濤，原作者所有，請注明出處。作為一個偏向工控的芯片，ADC采樣是一個十分重要的外設。STM32集成三個12位精度18通道的部ADC，最高速度1微秒，結合DMA可以解放CPU進展更好的處理。ADC接口上的其它邏輯功能包括：同步的采樣和保持穿插的采樣和保持單次采樣模擬看門狗功能允許非常精準地監(jiān)視一路、多路或所

2、有選中的通道，當被監(jiān)視的信號超出預置的閥值時，將產(chǎn)生中斷。由標準定時器(TIM*)和高級控制定時器(TIM1和TIM8)產(chǎn)生的事件，可以分別部級聯(lián)到ADC的開場觸發(fā)和注入觸發(fā)，應用程序能使AD轉換與時鐘同步。12位ADC是一種逐次逼近型模擬數(shù)字數(shù)字轉換器。它有多達18個通道，可測量16個外部和2個部信號源。ADC的輸入時鐘不得超過14MHZ，它是由PCLK2經(jīng)分頻產(chǎn)生。如果被ADC轉換的模擬電壓低于低閥值或高于高閥值，AWD模擬看門狗狀態(tài)位被設置。關于ADC采樣與DMA關系，引用網(wǎng)上一段解釋：STM32 的優(yōu)點在哪里？除去宣傳環(huán)節(jié)，細細分析。STM32 時鐘不算快，72MHZ，也不能擴展大容量

3、的RAM FLASH，同樣沒有 DSP 那樣強大的指令集。它的優(yōu)勢在哪里呢？-就在快速采集數(shù)據(jù)，快速處理上。ARM 的特點就是方便。這個快速采集，高性能的ADC 就是一個很好的表達，12 位精度，最快1uS 的轉換速度，通常具備2 個以上獨立的ADC 控制器，這意味著，STM32 可以同時對多個模擬量進展快速采集，這個特性不是一般的MCU具有的。以上高性能的 ADC，配合相比照擬塊的指令集和一些特色的算法支持，就構成了STM32 在電機控制上的強大特性。好了，正題，怎末做一個簡單的ADC，注意是簡單的，ADC 是個復雜的問題，涉及硬件設計，電源質量，參考電壓，信號預處理等等問題。我們只就如何在

4、MCU完成一次ADC 作討論。談到 ADC，我們還要第一次引入另外一個重要的設備DMA.DMA是什么東西呢。通常在 8 位單片機時代，很少有這個概念。在外置資源越來越多以后，我們把一個MCU局部為主處理器和外設兩個局部。主處理器當然是執(zhí)行我們指令的主要局部，外設則是串口 I2C ADC 等等用來實現(xiàn)特定功能的設備回憶一下，8 位時代，我們的主處理器最常干的事情是什么？邏輯判斷？不是。那才幾個指令計算算法？不是。大局部時候算法都很簡單。事實上，主處理器就是作個搬運工，把 USART 的數(shù)據(jù)接收下來，存起來把 ADC 的數(shù)據(jù)接收下來，存起來把要發(fā)送的數(shù)據(jù)，存起來，一個個的往USART 里放。為了解

5、決這個矛盾，人們想到一個方法，讓外設和存間建立一個通道，在主處理器允許下，讓外設和存直接讀寫，這樣就釋放了主處理器，這個東西就是DMA。打個比方：一個MCU是個公司。老板就是主處理器員工是外設倉庫就是存從前倉庫的東西都是老板管的。員工需要原料工作，就一個個報給老板，老板去倉庫里一個一個拿。員工作好的東西，一個個給老板，老板一個個放進倉庫里。老板很累，雖然老板是超人，也受不了越來越多的員工和單子。最后老板雇了一個倉庫保管員，它就是DMA他專門負責入庫和出庫，只需要把出庫和入庫方案給老板過目老板說 OK，就不管了。后面的入庫和出庫過程，員工只需要和這個倉庫保管員打交道就可以了。-閑話，馬七時常想，

6、讓設備與設備之間開DMA，豈不更牛*比喻完成。ADC 是個高速設備，前面提到。而且 ADC 采集到的數(shù)據(jù)是不能直接用的。即使你再小心的設計外圍電路，測的離譜的數(shù)據(jù)總會出現(xiàn)。則通常來說，是采集一批數(shù)據(jù)，然后進展處理，這個過程就是軟件濾波。DMA用到這里就很適宜。讓ADC 高速采集，把數(shù)據(jù)填充到RAM 中，填充一定數(shù)量，比方32 個，64 個MCU再來使用。-多一句，也可以說，單次ADC 毫無意義。下面我們來具體介紹，如何使用DMA來進展ADC 操作。初始化函數(shù)包括兩局部，DMA 初始化和ADC 初始化我們有多個管理員-DMA一個管理員當然不止管一個DMA 操作。所以DMA有多個Channel以下

7、是程序分析：程序基于STM32F103VET6，庫函數(shù)實現(xiàn)RCC局部：忽略系統(tǒng)時鐘配置 /啟動DMA時鐘 RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); /啟動ADC1時鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); GPIO局部：(ADC引腳參見上表) /ADC_CH10- PC0 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;/模擬輸入 GPIO_I

8、nit(GPIOC, &GPIO_InitStructure); / PC2 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); ADC1配置：兩外部輸入，另采樣部溫度傳感器void ADC1_Configuration(void) ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independe

9、nt; /轉換模式為獨立，還有穿插等非常多樣的選擇 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; /連續(xù)轉換開啟 ADC_InitStructure.ADC_E*ternalTrigConv = ADC_E*ternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 3; /設置轉換序列

10、長度為3，三通道 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); /ADC置溫度傳感器使能要使用片溫度傳感器，切忌要開啟它 ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); /常規(guī)轉換序列1：通道10 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5); /常規(guī)轉換序列2：通道16部溫度傳感器，采樣時間2.2us,(239cycles) ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 2, ADC_Samp

11、leTime_239Cycles5); ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5); /輸入?yún)?shù)：ADC外設，ADC通道，轉換序列順序，采樣時間 / Enable ADC1 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); / 開啟ADC的DMA支持要實現(xiàn)DMA功能，還需獨立配置DMA通道等參數(shù) ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); / 下面是ADC自動校準，開機后需執(zhí)行一次，保證精度 / Enable ADC1 reset calibaration register ADC_

12、ResetCalibration(ADC1); / Check the end of ADC1 reset calibration register while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1); / Start ADC1 calibaration ADC_StartCalibration(ADC1); / Check the end of ADC1 calibration while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1); / ADC自動校準完畢- ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); /

13、ADC啟動 DMA配置：無軟件濾波void DMA_Configuration(void) DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; DMA_DeInit(DMA1_Channel1); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; /DMA外設地址，在頭部定義 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&AD_Value; /存地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; /外設至存模

14、式 /BufferSize=2，因為ADC轉換序列有2個通道 /如此設置，使序列1結果放在AD_Value0，序列2結果放在AD_Value1 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 3; /一次轉換三個 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; /承受一次后，設備地址不后移 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; /承受一次后，存地址后移 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralD

15、ataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; /每次傳輸半字 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; /循環(huán)模式開啟，Buffer寫滿后，自動回到初始地址開場傳輸 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; DMA_I

16、nit(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); /配置完成后，啟動DMA通道 DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); 此DMA例程用于單次ADC轉換，配合軟件濾波可做如下改動：全局聲明：vu16 AD_Value303; /AD采樣值vu16 After_filter3; /AD濾波后DMA局部：(帶中斷濾波)void DMA_Configuration(void) DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; DMA_DeInit(DMA1_Channel1); DMA_InitStructure.DMA_Per

17、ipheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&AD_Value; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; /BufferSize=2，因為ADC轉換序列有2個通道 /如此設置，使序列1結果放在AD_Value0，序列2結果放在AD_Value1 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 90; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_Peripher

18、alInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; /循環(huán)模式開啟，Buffer寫滿后，自動回到初始地址開場傳輸 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; DMA_In

19、itStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); /配置完成后，啟動DMA通道 DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);DMA_ITConfig(DMA1_Channel1, DMA_IT_TC, ENABLE); /使能DMA傳輸完成中斷 NVIC局部： NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel

20、1_IRQChannel; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); / Enable the DMA Interrupt stm32f10*_it.c文件：void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)if(DMA_GetITStatus

21、(DMA1_IT_TC1) != RESET) filter(); DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);濾波局部：均值濾波#define N 30void filter(void) int sum = 0; u8 count,i; for(i=0;i2;i+) for ( count=0;countN;count+) sum += AD_Valuecounti; After_filteri=sum/N; sum=0; 采樣數(shù)據(jù)與實際電壓/溫度轉換：u16 GetTemp(u16 advalue) u32 Vtemp_sensor; s32 Current_Temp; / ADC轉換完畢以后，讀取ADC_DR存放器中的結果，轉換溫度值計算公式如下： / V25 - VSENSE / T() = - + 25 / Avg_Slop