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Leo

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日志

 
 

STM32 DAC和DMA  

2011-10-28 19:41:54|  分类: 大学留笔 |  标签: |举报 |字号 订阅

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版权所有 STMFANS 原创,转载请保留出处

http://www.stmfans.com/bbs/viewthread.php?tid=1116&extra=page%3D1

下面来讲一下STM32的ADC应用。 
先闲扯一点其他事情,是我自己的理解。 
STM32的优点在哪里? 
除去宣传环节,细细分析。 
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 
把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,吼吼,在豆皮上跳动还是蛮小的,合适,吼吼 
//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); 
}

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