代码收藏家技术教程 2024-08-11

STM32 HAL库电赛信号处理教程详解

adc基础-adc-tim-dma

前言：

adc基础-adc-tim-dma

前言：

刚刚参加完2024年全国大学生电子设计竞赛，在备赛期间上学习了很多信号类的知识点，所以想跟大家分享一下。本次教程基于stm32f407系列单片机，使用keil5、stm32cubemx开发，将持续分享关于adc、dma、tim、fft、fir的使用。本次将先分享adc基础使用——adc-tim-dma HAL库配置与使用。

正文：

一、时钟树配置

这边就不详细解释时钟树的原理，大家可以自行学习。为了省时省力，大家可以如图，直接将其配置为168。注意：时钟树的配置将影响tim-adc的采样频率，配置符合大家要求就好。

二、基本配置

串口配置：

使用USART1,在代码使用到了printf，需要先进行重定向，有多种方法，且网上教程很多，这里就不在赘述啦。

三、TIM定时器配置

这里我们选择TIM3定时器，它是挂在APB1总线上（可在数据手册中查阅），时钟为168/2=84M。我们配置分频为x，重装载值为y，则采样率为84M/（x+1）/（y+1）=z。注意：stm32单片机单ADC独立模式最大采样率为2.4M，使用三重ADC交替采样最大采样率为7.2M（后续会分享配置方法），如果采样率设置过高，会导致采样结果出错。

四、adc配置

ADC基础配置：

DMA配置：

五、代码示例

先进行数组定义等，这里我将ADC数据个数、采样率进行了宏定义，方便程序修改与调用。采样率为10K，ADC数据个数为1024（这里我是为了方便进行fft,大家可以按需求更改）。

注意：这里数组定义使用的是uint32_t，是因为我们前面DMA配置的是也word进行传输。如果将前面DMA配置为 half word 到 half word，则需要使用uint16_t，否则采集的数据数据传输出来会出错，这是一个小坑。

#define  SAM_FRE         10000     //采样率
#define  ADC1_DMA_Size	 1024      //ADC数据个数

uint32_t ADC1_ConvertedValue[ ADC1_DMA_Size ];   //定义ADC数据存储数组

在main.c中先打开定时器三，再调用函数 HAL_ADC_Start_DMA开启ADC-DMA传输，这里我在while中也加上了 HAL_ADC_Start_DMA函数，是什么原因呢？大家应该还记得，我们在DMA配置时使用的是普通模式，这意味着DMA传输完这1024个数据后就会自动停止，等待我们再次开始它，所以在while中加入这个函数不断开启。但如果我们前面使用循环模式，就不需要了，在循环模式下，DMA会不断的传输，完成后有自动打开。

  HAL_TIM_Base_Start(&htim3);
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC1_ConvertedValue,ADC1_DMA_Size);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {	
	HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC1_ConvertedValue,ADC1_DMA_Size);

在while里我们就可以进行数据处理，并把结果打印出来。（我这进行了处理，打印出来的是电压真实值）。

	  for(i=0;i<FFT_LENGTH;i++)
	  {
			printf("%f\r\n",ADC1_ConvertedValue[ i ]*3.3f/4095.0f);			
	  }

补充：

每次DMA传输完成后都会进入一个中断函数 DMA2_Stream0_IRQHandler，大家可以在这里面设置一个标志位，防止在处理数据时DMA传输导致数据改变。

void DMA2_Stream0_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN DMA2_Stream0_IRQn 0 */

  /* USER CODE END DMA2_Stream0_IRQn 0 */
  HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_adc1);
  /* USER CODE BEGIN DMA2_Stream0_IRQn 1 */
  flag=1;
  /* USER CODE END DMA2_Stream0_IRQn 1 */
}