關於Stm32定時器+ADC+DMA進行AD取樣的實現
阿新 • • 發佈:2019-01-29
原文出處:http://m.blog.csdn.net/article/details?id=46993553
注:此STM32微控制器為STM32F103系列的
Stm32的ADC有DMA功能這都毋庸置疑,也是我們用的最多的!然而,如果我們要對一個訊號(比如脈搏訊號)進行定時取樣(也就是隔一段時間,比如說2ms),有三種方法:
1、使用定時器中斷每隔一定時間進行ADC轉換,這樣每次都必須讀ADC的資料暫存器,非常浪費時間!
2、把ADC設定成連續轉換模式,同時對應的DMA通道開啟迴圈模式,這樣ADC就一直在進行資料採集然後通過DMA把資料搬運至記憶體。但是這樣做的話還得加一個定時中斷,用來定時讀取記憶體中的資料!
3、使用ADC的定時器觸發ADC轉換的功能,然後使用DMA進行資料的搬運!這樣只要設定好定時器的觸發間隔,就能實現ADC定時取樣轉換的功能,然後可以在程式的死迴圈中一直檢測DMA轉換完成標誌,然後進行資料的讀取,或者使能DMA轉換完成中斷,這樣每次轉換完成就會產生中斷,我是採用第二種方法。下面上程式碼:我這裡使用的單通道
//定時器初始化
void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1999;//設定2ms一次TIM2比較的週期
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;//系統主頻72M,這裡分頻71,相當於1000K的定時器2時鐘
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, & TIM_TimeBaseStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//下面詳細說明
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//TIM_OutputState_Disable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 1000;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//如果是PWM1要為Low,PWM2則為High
TIM_OC2Init(TIM2, & TIM_OCInitStructure);
// TIM_InternalClockConfig(TIM2);
// TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);
// TIM_UpdateDisableConfig(TIM2, DISABLE);
}
//ADC_DMA初始化配置
void ADC_DMA_Config(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // 注:ADC為12位模數轉換器,只有ADCConvertedValue的低12位有效
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);//使能DMA時鐘
DMA_DeInit(DMA1_Channel1);//開啟DMA1的第一通道
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;//DMA對應的外設基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADCConvertedValue; //記憶體儲存基地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //DMA的轉換模式為SRC模式,由外設搬移到記憶體
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;//DMA快取大小,1個
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //接收一次資料後,裝置地址禁止後移
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable; //關閉接收一次資料後,目標記憶體地址後移
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//定義外設資料寬度為16位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; //DMA搬移資料尺寸,HalfWord就是為16位
DMA_InitStructure.DMA_Mode =DMA_Mode_Circular;//迴圈轉換模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//DMA優先順序高
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//M2M模式禁用
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
DMA_ITConfig(DMA1_Channel1,DMA_IT_TC, ENABLE);//使能傳輸完成中斷
}
//ADC初始化
void PulseSenosrInit(void)
{
//當外部觸發訊號被選為ADC規則或注入轉換時,只有它的上升沿可以啟動轉換
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_GPIO_Configuration();//IO口配置
TIM2_Configuration(); //定時器配置
ADC_DMA_Config();//ADC_DMA配置
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //獨立的轉換模式 ADC_DUALMOD[3:0]=0000;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =DISABLE;//關閉掃描模式 因為只有一個通道
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode =DISABLE;//關閉連續轉換模式 否則只要觸發一次,
//後續的轉換就會永不停歇(除非CONT清0),這樣第一次以後的ADC,就不是由TIM2_CC2來觸發了
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv =ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2;//軟體轉換模式
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//對齊方式,ADC為12位中,右對齊方式 ADC_ALIGN=0;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//開啟通道數,1個 ADC_SQR1[23:20]=0000;
//ADC_SQR1[23:20] 設定通道數目的選擇
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//配置時鐘(12MHz),在RCC裡面還應配置APB2=AHB時鐘72MHz
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 1,ADC_SampleTime_1Cycles5);
//ADC_SMPR2 ADC_SMPR1 設定每個通道的取樣時間
//ADC_SQR1[19:0]DC_SQR1[29:0]DC_SQR3[29:0] 設定對應通道的轉換順序 適用於多通道取樣
//ADC通道組, 第3個通道 取樣順序1,轉換時間
ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);//設定外部觸發模式使能(這個“外部“其實僅僅是相//對於ADC模組的外部,
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //ADC命令,使能 ADC_ADON=1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //重新校準
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待重新校準完成
ADC_StartCalibration(ADC1); //開始校準 ADC_RSTCAL=1; 初始化校準暫存器
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校準完成 ADC_CAL=0;
//ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //連續轉換開始,ADC通過DMA方式不斷的更新RAM區。
//ADC_SWSTART=1 開始規則轉換 切記 軟體觸發也屬於外部事件 要設定 ADC_EXTTRIG=1
//// //實際上還是在STM32內部)
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);//最後面開啟定時器使能
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);//使能DMA
}
//中斷處理函式
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)!=RESET){
//自己的中斷處理程式碼 但是記住程式不要太複雜 最好不要超過中斷時間
DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);
}
}
//中斷配置
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =DMA1_Channel1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
void ADC_GPIO_Configuration(void) //ADC配置函式
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能ADC和GPIOA時鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //管腳2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //GPIO組
}
以上程式經過實際驗證,可行!
注:此STM32微控制器為STM32F103系列的
Stm32的ADC有DMA功能這都毋庸置疑,也是我們用的最多的!然而,如果我們要對一個訊號(比如脈搏訊號)進行定時取樣(也就是隔一段時間,比如說2ms),有三種方法:
1、使用定時器中斷每隔一定時間進行ADC轉換,這樣每次都必須讀ADC的資料暫存器,非常浪費時間!
2、把ADC設定成連續轉換模式,同時對應的DMA通道開啟迴圈模式,這樣ADC就一直在進行資料採集然後通過DMA把資料搬運至記憶體。但是這樣做的話還得加一個定時中斷,用來定時讀取記憶體中的資料!
3、使用ADC的定時器觸發ADC轉換的功能,然後使用DMA進行資料的搬運!這樣只要設定好定時器的觸發間隔,就能實現ADC定時取樣轉換的功能,然後可以在程式的死迴圈中一直檢測DMA轉換完成標誌,然後進行資料的讀取,或者使能DMA轉換完成中斷,這樣每次轉換完成就會產生中斷,我是採用第二種方法。下面上程式碼:我這裡使用的單通道
//定時器初始化
void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1999;//設定2ms一次TIM2比較的週期
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;//系統主頻72M,這裡分頻71,相當於1000K的定時器2時鐘
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, & TIM_TimeBaseStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//下面詳細說明
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//TIM_OutputState_Disable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 1000;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//如果是PWM1要為Low,PWM2則為High
TIM_OC2Init(TIM2, & TIM_OCInitStructure);
// TIM_InternalClockConfig(TIM2);
// TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);
// TIM_UpdateDisableConfig(TIM2, DISABLE);
}
//ADC_DMA初始化配置
void ADC_DMA_Config(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // 注:ADC為12位模數轉換器,只有ADCConvertedValue的低12位有效
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);//使能DMA時鐘
DMA_DeInit(DMA1_Channel1);//開啟DMA1的第一通道
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;//DMA對應的外設基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADCConvertedValue; //記憶體儲存基地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //DMA的轉換模式為SRC模式,由外設搬移到記憶體
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;//DMA快取大小,1個
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //接收一次資料後,裝置地址禁止後移
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable; //關閉接收一次資料後,目標記憶體地址後移
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//定義外設資料寬度為16位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; //DMA搬移資料尺寸,HalfWord就是為16位
DMA_InitStructure.DMA_Mode =DMA_Mode_Circular;//迴圈轉換模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//DMA優先順序高
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//M2M模式禁用
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
DMA_ITConfig(DMA1_Channel1,DMA_IT_TC, ENABLE);//使能傳輸完成中斷
}
//ADC初始化
void PulseSenosrInit(void)
{
//當外部觸發訊號被選為ADC規則或注入轉換時,只有它的上升沿可以啟動轉換
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_GPIO_Configuration();//IO口配置
TIM2_Configuration(); //定時器配置
ADC_DMA_Config();//ADC_DMA配置
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //獨立的轉換模式 ADC_DUALMOD[3:0]=0000;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =DISABLE;//關閉掃描模式 因為只有一個通道
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode =DISABLE;//關閉連續轉換模式 否則只要觸發一次,
//後續的轉換就會永不停歇(除非CONT清0),這樣第一次以後的ADC,就不是由TIM2_CC2來觸發了
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv =ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2;//軟體轉換模式
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//對齊方式,ADC為12位中,右對齊方式 ADC_ALIGN=0;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//開啟通道數,1個 ADC_SQR1[23:20]=0000;
//ADC_SQR1[23:20] 設定通道數目的選擇
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//配置時鐘(12MHz),在RCC裡面還應配置APB2=AHB時鐘72MHz
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 1,ADC_SampleTime_1Cycles5);
//ADC_SMPR2 ADC_SMPR1 設定每個通道的取樣時間
//ADC_SQR1[19:0]DC_SQR1[29:0]DC_SQR3[29:0] 設定對應通道的轉換順序 適用於多通道取樣
//ADC通道組, 第3個通道 取樣順序1,轉換時間
ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);//設定外部觸發模式使能(這個“外部“其實僅僅是相//對於ADC模組的外部,
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //ADC命令,使能 ADC_ADON=1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //重新校準
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待重新校準完成
ADC_StartCalibration(ADC1); //開始校準 ADC_RSTCAL=1; 初始化校準暫存器
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校準完成 ADC_CAL=0;
//ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //連續轉換開始,ADC通過DMA方式不斷的更新RAM區。
//ADC_SWSTART=1 開始規則轉換 切記 軟體觸發也屬於外部事件 要設定 ADC_EXTTRIG=1
//// //實際上還是在STM32內部)
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);//最後面開啟定時器使能
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);//使能DMA
}
//中斷處理函式
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)!=RESET){
//自己的中斷處理程式碼 但是記住程式不要太複雜 最好不要超過中斷時間
DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);
}
}
//中斷配置
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =DMA1_Channel1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
void ADC_GPIO_Configuration(void) //ADC配置函式
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能ADC和GPIOA時鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //管腳2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //GPIO組
}
以上程式經過實際驗證,可行!