STM32_ADC+DMA

下面來講一下STM32的ADC應(yīng)用。

先閑扯一點其他事情，是我自己的理解。
STM32的優(yōu)點在哪里？
除去宣傳環(huán)節(jié)，細(xì)細(xì)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？
---就在快速采集數(shù)據(jù)，快速處理上。
ARM的特點就是方便。
這個快速采集，高性能的ADC就是一個很好的體現(xiàn)，
12位精度，最快1uS的轉(zhuǎn)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(gòu)成了STM32在電機控制上的強大特性。

好了，正題，怎末做一個簡單的ADC，注意是簡單的，
ADC是個復(fù)雜的問題，涉及硬件設(shè)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(yù)處理等等問題。
我們只就如何在MCU內(nèi)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(shè)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(nèi)部分為 主處理器 和 外設(shè)兩個部分。
主處理器當(dāng)然是執(zhí)行我們指令的主要部分，
外設(shè)則是 串口 I2C ADC 等等用來實現(xiàn)特定功能的設(shè)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。
事實上，主處理器就是作個搬運工，
把USART的數(shù)據(jù)接收下來，存起來
把ADC的數(shù)據(jù)接收下來，存起來
把要發(fā)送的數(shù)據(jù)，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(shè)和內(nèi)存間建立一個通道，
在主處理器允許下，
讓外設(shè)和內(nèi)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(shè)
倉庫就是內(nèi)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(fù)責(zé) 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(shè)備與設(shè)備之間開DMA，豈不更牛X

比喻完成。
ADC是個高速設(shè)備，前面提到。
而且ADC采集到的數(shù)據(jù)是不能直接用的。即使你再小心的設(shè)計外圍電路，測的離譜的數(shù)據(jù)總會出現(xiàn)。
那么通常來說，是采集一批數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)填充到RAM中，填充一定數(shù)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(shù)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(dāng)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(yīng)的外設(shè)基地址，這個地址走Datasheet查
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)大小
DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (unsigned long)&ADC_ConvertedValue; //
DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //DMA的轉(zhuǎn)換模式是SRC模式，就是從外設(shè)向內(nèi)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)后，目標(biāo)內(nèi)存地址是否后移--重

要概念，用來采集多個數(shù)據(jù)的
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //接收一次數(shù)據(jù)后，設(shè)備地址是否后移
DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模式，為獨立轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換模式太多了，以后深究
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //對齊方式，ADC結(jié)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(zhuǎn)換模式開啟
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //ADC外部出發(fā)開關(guān)，關(guān)閉
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 2; //開啟通道數(shù)，2個
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE; //掃描轉(zhuǎn)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(shè)置，關(guān)鍵函數(shù) 轉(zhuǎn)

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(xì)含義，最后一個參數(shù)是轉(zhuǎn)換時間，越長越準(zhǔn)越穩(wěn)定

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

//ADC1 Enable
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); //開啟ADC1

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

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

ADC_StartCalibration(ADC1); //開始校準(zhǔn)

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

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //連續(xù)轉(zhuǎn)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);
}