怎样通过定时器自动触发多路ADC进行电压电流的采集呢

1771 ADC 电压电流定时器

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 怎样通过定时器自动触发多路ADC进行电压电流的采集呢？并通过DMA传送数据到内存中去？ 0
2022-3-1 07:14:18　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报潘飘稚相关推荐 • 如何使用STM32F429定时器去触发ADC采样呢 1462 • 定时器触发ADC采样如何去实现呢 2797 • 请问如何用Cube生成定时器2触发双ADC同步采集并用DMA传输？ 970 • 定时器事件在触发ADC时有哪些时序上的差别呢 1156 • 怎样去计算单片机的交流电压电流呢 4035 • 如何实现定时器TIM3输出PWM波触发ADC采样呢 1733 • 怎样对光敏电阻进行ADC的采集呢 3105 • 如何对DAC的定时器触发和DMA进行配置呢 2260 • 求助电压电流检测电路，用于单片机采集，求助求助 16919 • stm32 AD定时器触发转换时的转换时间 7899 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 在我们的电子设计中，经常需要对外部的模拟量进行采集，如一些传感器的输出量，电位器的旋转量等等，特别是电压电流的采集可以说是家常便饭，这些都离不开MCU最常用的外设，ADC，它可以将模拟量转换为数字量，量化后给MCU进行处理，稍微复杂一点的产品，往往需要多路模拟量采集，今天结合实际案例，跟大家一起分享一个我经常用的方案之一，通过定时器自动触发多路ADC进行电压电流的采集，并通过DMA传送数据到内存，在需要的时候，去内存读取数据并进行处理即可，小伙伴们，搞起来吧！本次我们采集3路AD信号，一路电压，一路电流，还有一个电位器，方便观察数据。硬件电路分析图1：AD多路采集 1、首先来看电压采集跟电位器（模拟传感器信号）的采集，24V的电源电压需要分压，这两个电压都足够高，所以直接送到MCU的AD引脚即可，这里记得要并一个100nF的电容，作用是存储电荷的，ADC在快速充放电的时候，这个电容可以起到补给的作用，另外也有滤波的作用，所以这个一定要加。 2、电流的采集，这里用了一个经典的差分放大电路，放大原理就不细说了，大概就是经过运放的虚短，虚断等特性，这里方便计算，一般取R4+R5=R8+R9，R6=R10，最终的传递函数位Vout=（CURR_I - GND）* R6/（R4+R5），这里的放大倍数为10倍。一般情况下，在将运算放大器的输入端连接到放大器，使用“反相”或“非反相”输入端放大单个输入信号，而另一个输入端接地，也是可以的，只是只能放大一个电平，这里用差分电路展示，上图的反向输入可以接其它电压，有时候我们需要放大的电压两端电势没有一个接地的，比如我们在母线电压输入端串联一个小电阻，分别将电阻两边的电压送到差分放大器，就可以实现母线电流的采集了。软件分析这里以STM32F051来举例说明，STM32F051包含一个分辨率为12位的ADC模块，所以采样精度能达到Vref/4096，同时具有19个ADC通道，其中16个外部采样通道和3个内部信号源。我们一般需要配置引脚，分辨率，数据对齐，触发方式，采样方式，扫描方式等等，这里有一个规则通道跟注入通道之分，注入就是可以插队的意思，有一些时序精度要求很高的场合会用，一般场合用规则通道即可。关于通道组，这里有一个点需要注意的是，一个通道组转换完才会进入中断，并不是单个通道，又因为MCU内部只有一个ADC_DR，所以有部分同学在开始配置多通道后发现采集的数据都不对，其实我们这样记就行了，如果是只采样一个通道，分单次转换模式跟连续转换模式（重复启动ADC），如果是规则多通道的采集，我们必须要使用扫描模式，而且，这里一定要开启DMA功能，DMA会在每个通道转换完之后，自动的把结果传到内存中。图2：DMA简易示图关于DMA，大家应该都有过了解了，DMA控制器依赖于处理器内核，但DMA不影响总线传输，因为DMA控制器总是在系统总线空闲的时候使用总线。该总线实现处理器和DMA控制器之间最优化设计，使两者之间的冲突降到最低，因此传输性能得到提高。如上图所示，我们配置完DMA之后，每次数据采集完毕，DMA会自动的帮MCU把数据运送到我们指定的内存空间，这个搬运不依赖于CPU时钟，所以也算是实现了并行操作，相比在主程序中开启采集，我们的MCU可以有更多的时间去计算运行别的东西。关于触发，我们可以选择手动触发一次ADC采集，也可以通过定时器的中断去触发，这里强调一点，如果只是利用定时器的更新事件去触发ADC，我们也没必要开启更新中断，定时器会源源不断的产生更新事件。如果选择开启，可以在中断中执行一些操作，例如通过某些参数变化情况去改变AD采集的间隔时间。我们采集3个通道的值，分别是通道4（VOL_AD）、通道11（CURR_O）、通道14（POT_AD) 下面上代码： 1、ADC IO 配置，配置为模拟输入 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /-------ADC GPIO配置---------/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CURR_O \| POT_AD; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; //模拟输入 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = VOL_AD; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 2、DMA配置，配置3个通道，所以内存中定义一个结构体存储DMA搬运过来的值 adc_sample_t adc_data; DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); //DMA时钟开启 /-------DMA配置AD采集---------/ DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;//外设基地，DMA搬运数据的地址 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&adc_data;//内存基地址，DMA搬运数据放到内存的地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//外设到内存，源是外设 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 3;//3个通道 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变，不自增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//不同通道的数据，内存要自增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//外设数据16位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//内存数据16位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//DMA循环模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//DMA优先级为中 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//内存到内存失能 DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStructure); /--------------DMA中断配置-----------------/ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);//清除传送完成中断标志 DMA_ITConfig(DMA1_Channel1,DMA_IT_TC,DISABLE);//中断先不打开 DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE); 3、ADC配置，配置各项参数 /-------ADC配置，用于采样电流，电压，电位器---------/ ADC_JitterCmd(ADC1,ADC_JitterOff_PCLKDiv4,ENABLE);//移除时钟为PCLKDiv4时在触发到启动转换延迟中产生的抖动 RCC_ADCCLKConfig(RCC_ADCCLK_PCLK_Div4);//ADC时钟为PLCK的4分频。也就是12MHz ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;//ADC的位数。这里选择12位 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//连续转换模式禁能 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_Falling;//触发沿为下降沿触发 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC4;//ADC的触发源为定时器1的第四通道 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//数据对齐为右对齐 ADC_InitStructure.ADC_ScanDirection = ADC_ScanDirection_Upward;//通道的扫描方向，由小到大扫描 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); /-------ADC通道及采样时间配置---------/ ADC_ChannelConfig(ADC1,Vbus_VOLTAGE_CHANNEL, ADC_SampleTime_7_5Cycles); ADC_ChannelConfig(ADC1,Bridge_CURRENT_CHANNEL, ADC_SampleTime_7_5Cycles); ADC_ChannelConfig(ADC1,ELE_GUN_CHANNEL, ADC_SampleTime_7_5Cycles); /-------使用ADC前需要先校准---------/ ADC_GetCalibrationFactor(ADC1); ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); /-------------等待ADC准备好--------------/ while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_ADRDY)); /-------------使能ADC的DMA传输功能--------------/ ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE); /-------------ADC的DMA模式配置--------------/ ADC_DMARequestModeConfig(ADC1,ADC_DMAMode_Circular); ADC_StartOfConversion(ADC1);//开始转换 4、定时器配置，这里只开启通道4的下降沿触发ADC执行一次采集，想要更改采集的时间间隔更改通道4的占空比TIM1->CCR4即可。 /------------------结构体变量---------------------/ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /------------定时器时钟开启---------------------/ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); /-------PWM GPIO配置---------/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /---------PWM复用引脚---------/ GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource11, GPIO_AF_2); /-------PWM时基配置---------/ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period= 3199;//频率为15K，TIM1_Period = (SystemCoreClock / Frequnecy) - 1 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision= 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter= 0; TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); /-------PWM配置---------/ TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//PWM模式一 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//输出使能，可以在通道4引脚看到占空比波形 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable;//互补通道输出禁能 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//有效电平为高 TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;//互补通道有效电平为高 TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;//空闲时输出高 TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Set;//互补通道空闲时输出高 /---------初始化触发AD采样的时间---------/ TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 100; //占空比 TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); /------------通道4触发中断使能---------------/ TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_CC4,ENABLE); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_CC_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /--------初始化先关闭定时器------------/ TIM_Cmd(TIM1,DISABLE); /--------使能PWM输出------------/ TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); 5、DMA中断，AD采集完一组数据，进入DMA中断 void DMA1_Channel1_IRQHandler(void) { uint32_t adc_value; adc_value= adc_data.vol; Flag.voltage = adc_value;//电压值 adc_value= adc_data.curr_o; Flag.current = adc_value;//电流值 adc_value= adc_data.pot; Flag.pot = adc_value;//电位器值 DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1); } 6、定时器中断，可以不加，这里展示一下 void TIM1_CC_IRQHandler(void) { if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_CC4) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC4); TIM1->CCR4 = 500; //这里可以更改ADC的采集间隔 } } 7、头文件 #ifndef __ADC_H #define __ADC_H #include "stm32f0xx.h" /-----------ADC宏定义---------------/ #define ADC_POARTC GPIOC #define CURR_O GPIO_Pin_1 #define POT_AD GPIO_Pin_4 #define ADC_POARTA GPIOA #define VOL_AD GPIO_Pin_4 #define CURR_O_CHANNEL ADC_Channel_11 #define POT_CHANNEL ADC_Channel_14 #define VOL_CHANNEL ADC_Channel_4 /---------结构体定义-----------/ typedef struct { uint16_t vol; uint16_t curr_o; uint16_t pot; }adc_sample_t; extern adc_sample_t adc_data; void ADC_DMA_Init(void); #endif /* __ADC_H / 8、主程序中，全部初始化并且开启后，只需要从内存中读取三个值就可以了，想要更改采样的间隔时间就更改定时器1中通道4的占空比值。 / * main.c * * Created on: 20171229 * @Author: * @version V1.0.0 * ,%%%%%%%%, * ,%%/%%%%/%% * ,%%%c''''J/%%% * %. %%%%/ o o %%% * `%%. %%%% \|%%% * `%% `%%%%(__Y__)%%' * // ;%%%%`-/%%%' * (( / `%%%%%%%' * \ .' \| * \ / \| \| * \/ ) \| \| * /_ \| \|__ * (____________))))))) ¹¥³ÇÊ¨ * / float voltage, current; int main(void) { //一系列初始化后 //..... //DMA中断使能 DMA_ITConfig(DMA1_Channel1,DMA_IT_TC,ENABLE); //定时器1使能 TIM_Cmd(TIM1,ENABLE); printf("HELLO ADCrn"); while (1) { voltage = Flag.voltage / 112.84f; // (Flag.voltage3.351.7)/(40964.7) current = Flag.current / 4965; //Flag.motor_current((3.3/4096)/10)/0.4 pot = Flag.pot / 1241; //Flag.pot3.3/4096 //数据处理 //... } } 到这里，我们在配置好之后，基本上就不用管了，需要的时候就读取内存中数据的值就可以了，一切基本都是自动完成的，我们的主程序可以干更重要的事情。关于数据，这里只是展示一下，计算出的都是单次采集一组的值，大家可以根据自己的实际场景进行一些算法处理，如平均值采样法、递推平均值采样法等等。

2022-3-1 09:29:47 评论举报张龙