MCU怎么做一個簡單的ADC?
加入技術交流群
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?
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201808/390000.htm---就在快速采集數據，快速處理上。
ARM的特點就是方便?！∵@個快速采集，高性能的ADC就是一個很好的體現，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行快速采集，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，怎么做一個簡單的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內部分為 主處理器 和 外設兩個部分。主處理器當然是執(zhí)行我們指令的主要部分，外設則是 串口 I2C ADC 等等用來實現特定功能的設備，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。大部分時候算法都很簡單?！∈聦嵣希魈幚砥骶褪亲鱾€搬運工，
把USART的數據接收下來，存起來
把ADC的數據接收下來，存起來
把要發(fā)送的數據，存起來，一個個的往USART里放。
…………
為了解決這個矛盾，人們想到一個辦法，讓外設和內存間建立一個通道，在主處理器允許下，讓外設和內存直接 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 和入庫計劃給老板過目老板說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，讓設備與設備之間開DMA，豈不更牛X，比喻完成。
ADC是個高速設備，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出現。那么通常來說，是采集一批數據，然后進行處理，這個過程就是軟件濾波。
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，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
//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，用來采集多個數據的
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果果開啟了，這個模式失效
。
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
DMA_Init(DMA1_Channel1，&DMA_InitStruct);
// Enable DMA1
DMA_Cmd(DMA1_Channel1， ENABLE);
}
void ADCx_Init(unsigned char ADC_Channel)
{
ADC_DeInit(ADC1); //開啟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，顯然有個對齊左邊還是右邊
的問題。一般是右對齊
ADC_InitStruct.ADC_ConTInuousConvMode = ENABLE; //連續(xù)轉換模式開啟
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //ADC外部出發(fā)開關，關閉
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 2; //開啟通道數，2個
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE; //掃描轉換模式開啟
ADC_Init(ADC1， &ADC_InitStruct);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1， ADC_Channel， 1， ADC_SampleTIme_239Cycles5); //規(guī)則組通道設置，關鍵函數 轉
換器ADC1，選擇哪個通道channel，規(guī)則采樣順序，1到16，以后解釋詳細含義，最后一個參數是轉換時間，越長越準越穩(wěn)定
// ADC1 to DMA， Enable
ADC_DMACmd(ADC1， ENABLE); //ADC命令，和DMA關聯。
//ADC1 Enable
ADC_Cmd(ADC1，ENABLE); //開啟ADC1
//Reset the CalibraTIon of ADC1
ADC_ResetCalibraTIon(ADC1); //重置校準
//wait until the Calibration‘s finish
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)) //等待重置校準完成
;
ADC_StartCalibration(ADC1); //開始校準
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)) //等待校準完成
;
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1， ENABLE); //連續(xù)轉換開始，從選擇開始，MCU可以不用管了，ADC將通過DMA不斷刷新
制定RAM區(qū)
// Attach them;
}
最后講講濾波算法
濾波的方法以后會開個專題。
特別提一下---沒有完美的濾波算法，只有合適的濾波算法。
需要綜合考慮信號特點，噪聲特點，控制對象等等，
這里用個最簡單的濾波算法，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);
}
評論