STM32 ADC结合DMA数据采样与软件滤波处理 应用程序, 定时器, 软件, 版权, 接口

yuyang911220

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作为一个偏向工控的芯片，ADC采样是一个十分重要的外设。STM32集成三个12位精度18通道的内部ADC，最高速度1微秒，结合DMA可以解放CPU进行更好的处理。
ADC接口上的其它逻辑功能包括：
●同步的采样和保持
●交叉的采样和保持
●单次采样
模拟看门狗功能允许非常精准地监视一路、多路或所有选中的通道，当被监视的信号超出预置的阀值时，将产生中断。
由标准定时器(TIMx)和高级控制定时器(TIM1和TIM8)产生的事件，可以分别内部级联到ADC的开始触发和注入触发，应用程序能使AD转换与时钟同步。

12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字数字转换器。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。

ADC的输入时钟不得超过14MHZ，它是由PCLK2经分频产生。

如果被ADC转换的模拟电压低于低阀值或高于高阀值，AWD模拟看门狗状态位被设置。

关于ADC采样与DMA关系，引用网上一段解释：

STM32 的优点在哪里？
除去宣传环节，细细分析。
STM32 时钟不算快，72MHZ，
也不能扩展大容量的RAM FLASH，
同样没有 DSP 那样强大的指令集。
它的优势在哪里呢？
---就在快速采集数据，快速处理上。
ARM 的特点就是方便。
这个快速采集，高性能的ADC 就是一个很好的体现，
12 位精度，最快1uS 的转换速度，通常具备2 个以上独立的ADC 控制器，
这意味着，
STM32 可以同时对多个模拟量进行快速采集，
这个特性不是一般的MCU具有的。
以上高性能的 ADC，配合相对比较块的指令集和一些特色的算法支持，
就构成了STM32 在电机控制上的强大特性。
好了，正题，怎末做一个简单的ADC，注意是简单的，
ADC 是个复杂的问题，涉及硬件设计，电源质量，参考电压，信号预处理等等问题。
我们只就如何在MCU内完成一次ADC 作讨论。
谈到 ADC，我们还要第一次引入另外一个重要的设备DMA.
DMA是什么东西呢。
通常在 8 位单片机时代，很少有这个概念。
在外置资源越来越多以后，
我们把一个MCU内部分为主处理器和 外设两个部分。
主处理器当然是执行我们指令的主要部分，
外设则是串口 I2C ADC 等等用来实现特定功能的设备
回忆一下，8 位时代，我们的主处理器最常干的事情是什么？
逻辑判断？不是。那才几个指令
计算算法？不是。大部分时候算法都很简单。
事实上，主处理器就是作个搬运工，
把 USART 的数据接收下来，存起来
把 ADC 的数据接收下来，存起来
把要发送的数据，存起来，一个个的往USART 里放。
…………
为了解决这个矛盾，
人们想到一个办法，让外设和内存间建立一个通道，
在主处理器允许下，
让外设和内存直接读写，这样就释放了主处理器，
这个东西就是DMA。
打个比方：
一个MCU是个公司。
老板就是主处理器
员工是外设
仓库就是内存
从前 仓库的东西都是老板管的。
员工需要原料工作，就一个个报给老板，老板去仓库里一个一个拿。
员工作好的东西，一个个给老板，老板一个个放进仓库里。
老板很累，虽然老板是超人，也受不了越来越多的员工和单子。
最后老板雇了一个仓库保管员，它就是DMA
他专门负责入库和出库，
只需要把出库和入库计划给老板过目
老板说 OK，就不管了。
后面的入库和出库过程，
员工只需要和这个仓库保管员打交道就可以了。
--------闲话，马七时常想，让设备与设备之间开DMA，岂不更牛X
比喻完成。
ADC 是个高速设备，前面提到。
而且 ADC 采集到的数据是不能直接用的。即使你再小心的设计外围电路，测的离谱的数据总会出现。
那么通常来说，是采集一批数据，然后进行处理，这个过程就是软件滤波。
DMA用到这里就很合适。让ADC 高速采集，把数据填充到RAM 中，填充一定数量，比如32 个，64 个MCU再来使用。
-----多一句，也可以说，单次ADC 毫无意义。
下面我们来具体介绍，如何使用DMA来进行ADC 操作。
初始化函数包括两部分，DMA 初始化和ADC 初始化
我们有多个管理员--DMA
一个管理员当然不止管一个DMA 操作。所以DMA有多个Channel

以下是程序分析：
程序基于STM32F103VET6，库函数实现
RCC部分：（忽略系统时钟配置）
   //启动DMA时钟
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);   
    //启动ADC1时钟   
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
GPIO部分：(ADC引脚参见上表)
   //ADC_CH10--> PC0   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入   
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    // PC2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;   
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);