基于STM32Cube的ADC模数采样设计

1.背景
        此实验建立在STM32F429核心板基础上,对于深刻了解STM32Cube使用具有深刻意义。利用DMA进行ADC采样,具有速度快,极大减少CPU消耗的优势,对于数据采集系统具有很大的优势,特别是其单路2.4MSPS采样速度,三路组合可以达到惊人的7.2MSPS采样速度,对于一般应用均可满足。
2.STM32Cube配置
     2.1 工程建立在前面均与简述,这里不做赘述,系统时钟180MHz。
       2.2 ADC参数配置
      
      Scan Conversion Mode 扫描模式,当使用多通道需要使能。
      Continuous Conversion Mode 连续转化模式,当一路转化完成立马开始新一轮转化。
      ADC的时钟触发有两种方式,一种是通过定时器等外部中断源触发,另一种是ADC自身的时钟触发。
      这里选择Timer 3 Caputure Cpmpare 1 event 触发。
         
       ADC通过DMA来实现数据采集,DMA Setting参数如上图所示。这里需要注意的是Memory需要自加    1,并且使用FIFO,采用半满阈值设置,为了做“乒乓”调度算法。因为ADC是12bit的,故采用Half Word。
      
     开启DMA中断。
    2.3  采样定时脉冲设置
      因为ADC使用了Timer 3,所以需要对Timer 3 进行配置。如果ADC采用内部ADC时钟触发,则无需配    置。
               
            
        这里采用频率设置为500KHz,定时器时钟为180/2=90MHz,9分频之后是10MHz,然后counter period 是20,采样周期10M/20=500KHz。
    
       2.4 通过STM32Cube产生源码,使用MDK打开工程。
       在大循环之前加入语句
       uint16_t Samples_In[512]={0};
       HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)&Samples_In[0],512);

3. ADC效果验证
     3.1 利用前述章节配置串口波特率115200,DMA发送使能。
     3.2 在ADC的FIFO结束中断上,关闭ADC的DMA,使其不再工作,通过串口将ADC采集到的512组16进制数据发送到PC机上,利用串口调试助手将其保存到名为“test_sina.txt”的文件中;
    3.3 打开matlab软件,新建.m文件,命名为“test_getdata.m”。
          写入语句:
clc;clear;
sina =textread('test_sina.txt','%s')';%以字符形式打开文件 
alpha = hex2dec(sina)'; %16进制转化为10进制数,存入alpha矩阵 
len = (length(alpha(1,:))+1)/2;
%len = 511;
for i=1:1:len
    s(1,i) = alpha(1,2*i-1)+alpha(1,2*i)*256;
end
x = 1:len;
plot(x,s);

信号发生器发生1KHz的正弦信号,通过MATLAB将ADC采集的数据还原如上图所示,是一个周期多一点点的正弦波。
理论计算:500KHz的采样率,采集1KHz的正弦信号,能够采集1个周期多一点点,跟MATLAB显示的一样。


为了更加形象显示图像,下节会使用DAC利用“乒乓”调度算法将ADC的数据实时输出。







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