STM32_ADC+DMA

下面來(lái)講一下STM32的ADC應用。

先閑扯一點(diǎn)其他事情，是我自己的理解。
STM32的優(yōu)點(diǎn)在哪里？
除去宣傳環(huán)節，細細分析。
STM32時(shí)鐘不算快，72MHZ，
也不能擴展大容量的RAM FLASH，
同樣沒(méi)有DSP那樣強大的指令集。
它的優(yōu)勢在哪里呢？
---就在快速采集數據，快速處理上。
ARM的特點(diǎn)就是方便。
這個(gè)快速采集，高性能的ADC就是一個(gè)很好的體現，
12位精度，最快1uS的轉換速度，通常具備2個(gè)以上獨立的ADC控制器，
這意味著(zhù)，
STM32可以同時(shí)對多個(gè)模擬量進(jìn)行快速采集，
這個(gè)特性不是一般的MCU具有的。
以上高性能的ADC，配合相對比較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(gè)簡(jiǎn)單的ADC，注意是簡(jiǎn)單的，
ADC是個(gè)復雜的問(wèn)題，涉及硬件設計，電源質(zhì)量，參考電壓，信號adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=17&is_app=0&jk=86c1906558a285a7&k=%D4%A4%B4%A6%C0%ED&k0=%D4%A4%B4%A6%C0%ED&kdi0=0&luki=3&n=10&p=baidu&q=98059059_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=a785a2586590c186&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1831118&u=http%3A%2F%2Fwww%2E51hei%2Ecom%2Fmcu%2F1958%2Ehtml&urlid=0" id="6_nwl" mpid="6" target="_blank">預處理等等問(wèn)題。
我們只就如何在MCU內完成一次ADC作討論。

談到ADC，我們還要第一次引入另外一個(gè)重要的設備DMA.
DMA是什么東西呢。
通常在8位單片機時(shí)代，很少有這個(gè)概念。
在外置資源越來(lái)越多以后，
我們把一個(gè)MCU內部分為 主處理器 和 外設兩個(gè)部分。
主處理器當然是執行我們指令的主要部分，
外設則是 串口 I2C ADC 等等用來(lái)實(shí)現特定功能的設備

回憶一下，8位時(shí)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(gè)指令
計算算法？不是。大部分時(shí)候算法都很簡(jiǎn)單。
事實(shí)上，主處理器就是作個(gè)搬運工，
把USART的數據接收下來(lái)，存起來(lái)
把ADC的數據接收下來(lái)，存起來(lái)
把要發(fā)送的數據，存起來(lái)，一個(gè)個(gè)的往USART里放。
…………
為了解決這個(gè)矛盾，
人們想到一個(gè)辦法，讓外設和內存間建立一個(gè)通道，
在主處理器允許下，
讓外設和內存直接 讀寫(xiě)，這樣就釋放了主處理器，
這個(gè)東西就是DMA。

打個(gè)比方：
一個(gè)MCU是個(gè)公司。
老板就是主處理器
員工是外設
倉庫就是內存
從前 倉庫的東西都是老板管的。
員工需要原料工作，就一個(gè)個(gè)報給老板，老板去倉庫里一個(gè)一個(gè)拿。
員工作好的東西，一個(gè)個(gè)給老板，老板一個(gè)個(gè)放進(jìn)倉庫里。
老板很累，雖然老板是超人，也受不了越來(lái)越多的員工和單子。
最后老板雇了一個(gè)倉庫保管員，它就是DMA
他專(zhuān)門(mén)負責 入庫和出庫，
只需要把出庫 和入庫計劃給老板過(guò)目
老板說(shuō)OK，就不管了。
后面的入庫和出庫過(guò)程，
員工只需要和這個(gè)倉庫保管員打交道就可以了。

--------閑話(huà)，馬七時(shí)常想，讓設備與設備之間開(kāi)DMA，豈不更牛X

比喻完成。
ADC是個(gè)高速設備，前面提到。
而且ADC采集到的數據是不能直接用的。即使你再小心的設計外圍電路，測的離譜的數據總會(huì )出現。
那么通常來(lái)說(shuō)，是采集一批數據，然后進(jìn)行處理，這個(gè)過(guò)程就是軟件濾波。
DMA用到這里就很合適。讓ADC高速采集，把數據填充到RAM中，填充一定數量，比如32個(gè)，64個(gè)
MCU再來(lái)使用。
-----多一句，也可以說(shuō)，單次ADC毫無(wú)意義。

下面我們來(lái)具體介紹，如何使用DMA來(lái)進(jìn)行ADC操作。

初始化函數包括兩部分，DMA初始化和 ADC初始化

我們有多個(gè)管理員--DMA
一個(gè)管理員當然不止管一個(gè)DMA操作。所以DMA有多個(gè)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); //開(kāi)啟DMA1的第一通道
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; //DMA對應的外設基地址，這個(gè)地址走Datasheet查
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //轉換結果的數據大小
DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (unsigned long)&ADC_ConvertedValue; //
DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //DMA的轉換模式是SRC模式，就是從外設向內存中搬運，
DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //M2M模式禁止，memory to memory，這里暫時(shí)用不上，以后介

紹
DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; //DMA搬運的數據尺寸，注意ADC是12位的，

HalfWord就是16位
DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable; //接收一次數據后，目標內存地址是否后移--重

要概念，用來(lái)采集多個(gè)數據的
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //接收一次數據后，設備地址是否后移
DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //轉換模式，循環(huán)緩存模式，常用，M2M果果開(kāi)啟了，這個(gè)模式失效

。
DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA優(yōu)先級，高
DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 1; //DMA緩存大小，1個(gè)
DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStruct);

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

void ADCx_Init(unsigned char ADC_Channel)
{
ADC_DeInit(ADC1); //開(kāi)啟ADC1
ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //轉換模式，為獨立轉換。轉換模式太多了，以后深究
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //對齊方式，ADC結果是12位的，顯然有個(gè)對齊左邊還是右邊

的問(wèn)題。一般是右對齊
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //連續轉換模式開(kāi)啟
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //ADC外部出發(fā)開(kāi)關(guān)，關(guān)閉
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 2; //開(kāi)啟通道數，2個(gè)
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE; //掃描轉換模式開(kāi)啟
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5); //規則組通道設置，關(guān)鍵函數 轉

換器ADC1，選擇哪個(gè)通道channel，規則采樣順序，1到16，以后解釋詳細含義，最后一個(gè)參數是轉換時(shí)間，越長(cháng)越準越穩定

// ADC1 to DMA, Enable
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); //ADC命令，和DMA關(guān)聯(lián)。

//ADC1 Enable
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); //開(kāi)啟ADC1

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

//wait until the Calibrations finish
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)) //等待重置校準完成
;

ADC_StartCalibration(ADC1); //開(kāi)始校準

while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)) //等待校準完成
;

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //連續轉換開(kāi)始，從選擇開(kāi)始，MCU可以不用管了，ADC將通過(guò)DMA不斷刷新

制定RAM區
// Attach them;
}

最后講講濾波算法
濾波的方法以后會(huì )開(kāi)個(gè)專(zhuān)題。
特別提一下---沒(méi)有完美的濾波算法，只有合適的濾波算法。
需要綜合考慮信號特點(diǎn)，噪聲特點(diǎn)，控制對象等等，
這里用個(gè)最簡(jiǎn)單的濾波算法，均值濾波。
采樣16次，取平均值，吼吼，在豆皮上跳動(dòng)還是蠻小的，合適，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);
}