1、简述
DMA:Direct Memory Access,直接内存访问
ADC:Analog to Digital Converter,模数转换器,模拟信号转换成数字信号的电路(采样-量化-编码)
参考博客:
STM32DMA功能详解
STM32F4之ADC介绍
DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间,提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。这里的存储器可以是片内的SRAM(默认存放变量)或者是FLASH(默认存放常量,被const修饰的全局变量可以看成是常量类型),而外设指的其实是外设的数据寄存器。但它们本质上是一样的,都是从内存的某一区域传输到内存的另一区域(外设的数据寄存器本质上就是内存的一个存储单元)。
我们知道CPU有转移数据、计算、控制程序转移等很多功能,系统运作的核心就是CPU,CPU无时不刻的在处理着大量的事务,但有些事情却没有那么重要,比方说数据的复制和存储数据,DMA的主要功能是用来搬数据,在传输数据的时候,CPU就可以不被占用用来干其他事情,对于实时性要求比较高的场合,我们可以利用DMA来减小CPU的负担。
因此:转移数据(尤其是转移大量数据)是可以不需要CPU参与。比如希望外设A的数据拷贝到外设B,只要给两种外设提供一条数据通路,直接让数据由A拷贝到B不经过CPU的处理,通过DMA解决大量数据转移过度消耗CPU资源的问题。
2、模拟量检测
2.1 初始化步骤
模拟量检测,需要将GPIO引脚设置为模拟输入模式、设置模数转换ADC、设置DMA等,完整初始化步骤如下
初始化时钟
初始化GPIO
初始化ADC
初始化DMA
使能ADC
使能DMA
2.2 初始化时钟
void RCC_Configuration(void)
{
# a) DMA1 的时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
# b) 使能GPIO 和 ADC1 的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
# c) 因为ADC时钟不要超过14M,否则精度会下降,因此设置ADC分频因子=6,即72M/6=12M
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
}
2.3 初始化GPIO
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
# a)将引脚设置为模拟输入引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
2.4 初始化ADC
void ADC1_Configuration(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
# a)将外设ADC1的全部寄存器重设为缺省值
ADC_DeInit(ADC1);
# b)设置为独立工作模式(ADC1和ADC2工作在独立模式)
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
# c)使能扫描模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =ENABLE;
# d)连续转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
# e)关闭外部触发转换
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
# f)ADC数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
# g)按顺序规划转换的 ADC 通道的数目
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = M;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
# h)设置转换顺序和时间
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5 );
# i)使能 ADC 的 DMA功能
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
# j)使能指定ADC,这里是ADC1
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
# k)复位指定 ADC1 的校准寄存器
ADC_ResetCalibration(ADC1);
# l)等待完成复位校准寄存器
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
# m)开始指定 ADC1 的校准状态
ADC_StartCalibration(ADC1);
/# n)等待获取 ADC1 的校准状态
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
2.5 初始化DMA
void DMA_Configuration(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
# a)将 DMA 的通道1寄存器重置为缺省值
DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
# b)DMA 外设基地址指向 ADC1
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&ADC1->DR;
# c)设置内存基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&AD_Value;
# d)将内存作为数据传输的目的地
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
# e)DMA 的缓存大小
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = N*M;
# f)外设地址寄存器不变
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
# g)内存地址寄存器递增
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
# h)外设数据宽度为16位
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
# i)内存数据宽度为16位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
# j)循环缓存模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
# k)高优先级
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
# l)这里是外设到内存直接传输,因此关闭内存到内存模式
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
}
2.6 使能ADC 和 DMA
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
2.7 使用数据
使能后,从ADC1采集的模数转换后的值将循环存储在数组AD_Value中,对AD_Value中数据求平均值即可
#define N 50
#define M 1
vu16 AD_Value[N][M];
vu16 After_filter[M];
int i;
void filter(void)
{
int sum = 0;
u8 count;
for ( count=0;count<N;count++)
{
sum += AD_Value[count][0];
}
After_filter[0]=sum/N;
sum=0;
}
3、时钟设置小结
3.1 GPIO作为输出时
如:点亮LED灯实验时,开启GPIOB的时钟:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIO,ENABLE);
3.2 GPIO作为输入时(轮询方式)
如:按键实验,将PA0作为按键
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
3.3 GPIO作为输入时(中断方式)
如:按键实验,将PC13作为按键,以中断方式打开,需要打开复用时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
3.4 配置串口UASRT
需要先设置引脚的时钟,然后设置串口的时钟。
如:配置UASRT1时,用到了PA9和PA10,所有要开启GPIOA的时钟,另外还有开启USART1的时钟。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
3.5 配置DMA
DMA挂载在AHB总线上
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
3.6 配置基本定时器
基本定时器挂载在APB1总线上
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6,ENABLE);
3.7 配置通用定时器
通用定时器挂载在APB1总线上。
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
3.8 其它注意事项
1)配置按键中断时,只需要开启相应的GPIO的时钟。初始化EXTI结构体时,不需要开启EXTI时钟。
2)配置NVIC中断向量控制器时,不需要开启时钟。
3)使用SysTick系统定时器时,不需要开启时钟。