Как выполнять преобразование adc каждые 1 мкс с помощью Nucleo-F303K8?

Я использую STM32 Cube IDE. Сейчас я попробовал включить MSM в TIM2 и output_compare_no_output на канале 1 и выбрать "Reset" в качестве триггерного события. Затем я перешел к ADC1 и включил Regular_Conversion_Mode, установил Number_Of_Conversions равным 1, а External_Trigger_Conversion_Source - событие Timer 2 Trigger Out. После этого я установил DMA в циклическом режиме, который помещает полуслова в буфер RAM. Для тестирования я установил частоту таймера намного ниже (10 Гц) и отправил некоторые показания АЦП из буфера через UART в полных обратных вызовах ConvHalfCoplt и ConvCoplt. Но на данный момент это не работает. Можете ли вы вспомнить ошибки в моем подходе?

#include "main.h"

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define ADC_BUF_LEN 4096
ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;

DAC_HandleTypeDef hdac1;
DMA_HandleTypeDef hdma_dac1_ch1;

TIM_HandleTypeDef htim2;

UART_HandleTypeDef huart2;

/* USER CODE BEGIN PV */

uint8_t adc_buf[ADC_BUF_LEN];
char msg[16];

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
static void MX_DAC1_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_DAC1_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*) adc_buf, ADC_BUF_LEN);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL4;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC12;
  PeriphClkInit.Adc12ClockSelection = RCC_ADC12PLLCLK_DIV16;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief ADC1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_MultiModeTypeDef multimode = {0};
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  /** Common config
  */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1;
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T2_TRGO;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
  hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
  hadc1.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
  hadc1.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_OVERWRITTEN;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Configure the ADC multi-mode
  */
  multimode.Mode = ADC_MODE_INDEPENDENT;
  if (HAL_ADCEx_MultiModeConfigChannel(&hadc1, &multimode) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
  sConfig.Offset = 0;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief DAC1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */

/**
  * @brief TIM2 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_TIM2_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 0 */

  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 1 */
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 800 - 1;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 1000 - 1;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_OC_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_ENABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_TIMING;
  sConfigOC.Pulse = 0;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  if (HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 2 */

}

/**
  * @brief USART2 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART2_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 0 */

  /* USER CODE END USART2_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 1 */

  /* USER CODE END USART2_Init 1 */
  huart2.Instance = USART2;
  huart2.Init.BaudRate = 38400;
  huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart2.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
  if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 2 */

  /* USER CODE END USART2_Init 2 */

}

/**
  * Enable DMA controller clock
  */
static void MX_DMA_Init(void)
{

  /* DMA controller clock enable */
  __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
  /* DMA1_Channel3_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel3_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel3_IRQn);

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PB3 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_3;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

// Called when first half of buffer is filled
void HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
  sprintf(msg, "%ho\r\n", adc_buf[0]);
  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*) msg, strlen(msg), HAL_MAX_DELAY);
}
// Called when buffer is completely filled
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
  sprintf(msg, "%ho\r\n", adc_buf[ADC_BUF_LEN / 2]);
  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*) msg, strlen(msg), HAL_MAX_DELAY);
}

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

################################################ ########################### Старый: ##########################################################################

До сих пор я пытался настроить TIM2 для сброса каждую микросекунду и запуска преобразования в обратном вызове interupt:

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
  // Check which timer triggered this callback
  if (htim == &htim2){
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
    adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
  }
}

Но насколько я знаю, PollForConversion может занять некоторое время.

Не лучше ли создать буфер и использовать DMA для постоянной передачи данных с АЦП в буфер и считывания оттуда значения каждую микросекунду? Разве я не прочитал бы таким образом "старые" данные?

Источник

1 ответ

Решение

Запуск преобразования АЦП каждые 1 мксек - довольно сложная задача, поскольку ядро ​​MCU STM32F3 работает на макс. 72МГц "только". Поэтому решать эту задачу следует только с использованием аппаратной функциональности:

  1. установите таймер для создания события выхода триггера каждые 1 мкс (см. описание выбора режима ведущего в регистре управления TIM Справочного руководства). Вместо генерации прерывания ваш таймер может генерировать триггерный выход при событии обновления:
    • установить биты выбора режима MasterMSM в TIM2_CR2 к 010 (Обновить).
    • немного MSM в TIM2_SMCR должен оставаться на 0
  2. настроить АЦП на выполнение преобразования при запуске по внешнему триггеру, сгенерированному таймером (см. раздел Преобразование по внешнему триггеру в главе АЦП Справочного руководства):
    • набор EXTEN к 01 (Триггер HW по нарастающему фронту) в ADC1_CFGR
    • набор EXTSEL к 1011 (Событие TIM2_TRGO) в ADC1_CFGR
  3. настроить АЦП для генерации запроса DMA после каждого преобразования (см. раздел " Управление преобразованиями с использованием DMA в главе АЦП Справочного руководства")
  4. настроить DMA для хранения данных, считываемых из ADC, в буфер RAM (см. главу о контроллере DMA в Справочном руководстве). Я рекомендую запустить канал DMA в круговом режиме на большом буфере RAM. Это позволяет избежать любой необходимости перенастроить DMA во время выполнения.

При такой настройке вы можете использовать все такты MCU для обработки большого количества данных, генерируемых АЦП в этой настройке (1 МБ / с). Вы можете либо опросить контроллер DMA для проверки наличия новых данных, либо использовать флаги DMA Half Transfer Complete и Transfer Complete, чтобы получать уведомление IRQ каждый раз, когда половина буфера заполняется новыми данными.

Вам придется довольно много изучить документацию по ADC, Timer и DMA, чтобы запустить эту настройку, но это того стоит, поскольку оно аккуратно решит вашу задачу!

Источник
Другие вопросы по тегам