STM32單片機(jī)之ADC學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
因?yàn)楣镜漠a(chǎn)品上需要使用AD來(lái)檢測(cè)電池電壓，要求不是很高，突然想用下DMA+ADC+TIM，以前以為很簡(jiǎn)單，實(shí)際使用中讓我覺(jué)得很慚愧，遇到的問(wèn)題讓我一下子蒙了，不停的查資料，不停的測(cè)試，終于一個(gè)一個(gè)的問(wèn)題都解決了，同時(shí)對(duì)STM32的ADC有了新的認(rèn)識(shí)，并且打算再閑暇時(shí)間內(nèi)將STM32的資源盡量的實(shí)踐下。
我用的是STM32F4 來(lái)調(diào)試ADC3+DMA+TIM1(單通道)，首先我先查看了下DMA的資料，之后參考官方提供的ADC3+DMA很快可以正常讀取數(shù)據(jù)，之后我直接添加定時(shí)器觸發(fā)AD轉(zhuǎn)換，結(jié)果失敗，我開(kāi)始查資料看手冊(cè)，逐漸對(duì)這三者之間的關(guān)系有了一個(gè)認(rèn)識(shí)
首先定時(shí)器產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，AD檢測(cè)到轉(zhuǎn)換信號(hào)后開(kāi)始轉(zhuǎn)換，每轉(zhuǎn)換一次就通過(guò)DMA將數(shù)據(jù)放到指定的內(nèi)存地址中，直到達(dá)到DMA設(shè)定的DMA_BufferSize設(shè)定值后DMA置位相應(yīng)的標(biāo)志位，從而完成一次DMA傳輸。
由上面的關(guān)系的可以得知ADC轉(zhuǎn)換是一次一次即單次非掃描模式(我測(cè)試的是AD單通道)，因?yàn)檫B續(xù)模式一旦觸發(fā)就會(huì)不停的轉(zhuǎn)換，這樣的話定時(shí)器觸發(fā)轉(zhuǎn)換就失去了意義，之后DMA設(shè)置成普通模式，即完成一次DMA傳輸后，停止傳輸，之后的DMA請(qǐng)求不被響應(yīng)，因?yàn)镈MA傳輸完成后以為著可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理了，這個(gè)時(shí)候?yàn)榱朔乐箶?shù)據(jù)被覆蓋(網(wǎng)上還有其他方法防止數(shù)據(jù)被覆蓋)。
1>關(guān)于定時(shí)器的PWM輸出
一開(kāi)始我用定時(shí)器1的CH1來(lái)作為AD的觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的管腳是PA8，管腳配置的時(shí)候配置成復(fù)用模式?jīng)]有調(diào)用 GPIO_PinAFConfig，將PA8復(fù)用成TIM1的輸出腳，關(guān)于定時(shí)器的時(shí)鐘我忽略了一個(gè)重要的因素，所以設(shè)置的頻率一直不對(duì)
查看stmf4的參考手冊(cè) 如果APBx_PRESC為1則定時(shí)器的時(shí)鐘為PCLKx的時(shí)鐘 否則為2倍的PCLKx
-如果是定時(shí)器1和定時(shí)器8 需要調(diào)用TIM_CtrlPWMOutputs來(lái)開(kāi)啟pwm輸出之后通過(guò)示波器可以正確查看PA8的的波形輸出。
2>AD轉(zhuǎn)換
-ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
我對(duì)這句一點(diǎn)都不懂，通過(guò)查資料發(fā)現(xiàn)stm32F4的ADC的DMA有4種模式，主要是為了通過(guò)聯(lián)合使用ADC模塊提升采樣速度，其中默認(rèn)模式和模式1差不多，
DMA mode 1 enabled (2 / 3 half-words one by one - 1 then 2 then 3)
//從依次取ADC的值，分辨率為12位，
DMA mode 2 enabled (2 / 3 half-words by pairs - 2&1 then 1&3 then 3&2)
//可以聯(lián)合使用這三個(gè)ADC模塊進(jìn)行采樣，采樣速度也是單獨(dú)的三倍(2.4*3Msps)，分辨率是12位，完成兩次轉(zhuǎn)換后，將值取走應(yīng)該是
//ADC2+ADC1 ,ADC1+ADC3 ,ADC3+ADC2
DMA mode 3 enabled (2 / 3 bytes by pairs - 2&1 then 1&3 then 3&2)
//模式3和模式2差不多 但是分辨率要求是8位或6位，雖然分辨率降低了但是轉(zhuǎn)換時(shí)間相對(duì)12位的要短。
-ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
//連續(xù)模式必須被禁止，不然定時(shí)器觸發(fā)就失去了意義
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_Rising;
//查看寄存器，發(fā)現(xiàn)需要使能外部觸發(fā)，上面就是開(kāi)啟并制定觸發(fā)信號(hào)的極性
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;
//選擇觸發(fā)時(shí)間
-一旦使用外部觸發(fā)，那么 軟件觸發(fā)就不需要再調(diào)用。
3> DMA的傳輸
-ADC每轉(zhuǎn)換一次，DMA搬運(yùn)一次，達(dá)到指定的次數(shù)后，完成一次傳輸。
-DMA重啟，看了網(wǎng)上很多人說(shuō)DMA關(guān)閉后再開(kāi)啟后無(wú)法實(shí)現(xiàn)DMA傳輸，在STM32研討會(huì)的演講稿上有關(guān)于DMA重啟的解決辦法，
我按照第二種方法測(cè)試，發(fā)現(xiàn)如果處理數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)就會(huì)有問(wèn)題，之后我吧定時(shí)器和ADC一起關(guān)閉之后處理數(shù)據(jù)，再配置DMA，在開(kāi)啟AD和定時(shí)器，就正常了。不太清楚哪里的問(wèn)題。
-stm32f4的DMA分為數(shù)據(jù)流和通道，其中通道與stm32f1的觸發(fā)源類似，F(xiàn)4的數(shù)據(jù)流與F1的通道類似穎特新基礎(chǔ)知識(shí)
這樣ADC+DMA+TIM就正常工作了。
我想用內(nèi)部ADC把采集的波形通過(guò)ucgui顯示出來(lái)，從而加強(qiáng)對(duì)AD的運(yùn)用與認(rèn)識(shí)，我用STM32采集信號(hào)發(fā)生器的法波信號(hào)進(jìn)行采集，一次采集300個(gè)點(diǎn)，之后通過(guò)ucgui將其顯示在TFT屏上，為了讓波形好看一些，我查了下網(wǎng)上的一些例程和示波器的資料，里面講到可以通過(guò)數(shù)字內(nèi)插的方法將波形重現(xiàn)和回放，數(shù)字內(nèi)插的方法常用的有兩種，一種是線性內(nèi)插一種是sinx/x內(nèi)插，線性內(nèi)插比較好了解，關(guān)于sinx/x內(nèi)插就復(fù)雜的多，僅僅是理解就很麻煩，數(shù)學(xué)功底嚴(yán)重不足的悲劇，原理都不懂想用c語(yǔ)言描述就別想了，所以只能用線性內(nèi)插了，不過(guò)網(wǎng)上有關(guān)于sinx/x內(nèi)插的c語(yǔ)言實(shí)例，使用線性內(nèi)插后，波形比之前好看多了，通過(guò)調(diào)整TIM1的觸發(fā)信號(hào)的頻率達(dá)到了t/div 的作用如何算頻率，一開(kāi)始我打算把AD采集的結(jié)果的最大值和最小值的下標(biāo)做個(gè)差，之后絕對(duì)值再乘tim1的周期 后來(lái)果斷放棄，原因很明顯。后來(lái)我查詢最大值和最小值 之后求平均值，然后一次查詢(前一個(gè)AD值比均值小且其后一個(gè)值比均值大)記錄下標(biāo)，之后查詢前一個(gè)AD值比均值大且其后一個(gè)值比均值小 記錄下標(biāo)，將兩次下標(biāo)做差求絕對(duì)值之后與觸發(fā)信號(hào)的頻率運(yùn)算可以求出采集的波形的頻率。目前我僅僅測(cè)試了占空比為50%的方波信號(hào)，效果還好，不過(guò)還要完善，比如占空比不為50%的情況。
折騰了幾個(gè)晚上，我發(fā)現(xiàn)STM32的資源很豐富，而我只掌握了很少很少的一部分基礎(chǔ)的東西。以后要不斷的完善和實(shí)踐。將折騰的過(guò)程中遇到的問(wèn)題和理解寫出來(lái)與大家分享，其中有誤的地方希望大家提出來(lái)交流。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-18
