代码收藏家技术教程 2024-06-11

STM32 HAL库中DMA配置及ADC数据采集详解

背景： 在STM32微控制器的开发中，使用DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）与ADC（模拟数字转换器）结合可以实现高效的数据采集和处理。针对多通道ADC采集，合理配置DMA和ADC参数至关重要，以确保数据采集的准确性和系统性能的最佳化。

关键函数解析： HAL_ADC_Start_DMA(hadc, pData, Length)

hadc：ADC相关的句柄。

pData：指向存放ADC转换数据的内存地址的指针。

Length：DMA搬移数据的次数，即采样次数。

主要参数设置说明：

Length参数设置：
Length参数表示DMA需要搬移数据的次数。
例如，当采集两个通道的数据时，数据交替存放，一个通道的数据采集完成后，切换到另一个通道。
为避免频繁中断，需要合理设置Length参数，通常设置较大的值，以减少中断的频率。
ADC采样时间设置：
可以通过调整ADC的采样时间来控制每次转换的时间长度。
增加采样时间可使每次转换时间变长，减少中断的频率，但会牺牲一定的速度。
校准函数的位置：
在启动ADC和DMA之前执行校准函数，确保校准不会影响到通道顺序和功能。

优化建议： 根据实际需求和系统性能要求，可以采用以下优化策略：

合理设置Length参数，避免频繁中断，提高系统效率。
调整ADC采样时间，平衡速度和准确性。
在启动ADC和DMA之前执行校准函数，确保数据采集的准确性和稳定性。

结论： 合理配置DMA和ADC参数对于实现高效的数据采集至关重要。通过调整Length参数、ADC采样时间以及执行校准函数的位置，可以优化系统性能，提高数据采集的准确性和稳定性。

建议： 在实际应用中，应根据具体需求和系统特性，合理配置采样数据长度和采样周期，以满足系统的需求并优化性能

采样数据长度： 每次 DMA 传输的数据量，即 DMA 缓冲区的大小。较大的采样数据长度可以减少 DMA 中断的触发次数，提高数据传输的效率。但是，过大的数据长度可能会增加系统负担和延迟。
采样周期： ADC 进行一次转换的时间间隔。较短的采样周期可以提高数据采集的频率，但可能会增加系统负担和功耗。较长的采样周期则可以降低系统负担和功耗，但数据采集频率可能会受到限制。

（1）优化 DMA 缓冲区大小：在配置 DMA 时，将缓冲区大小设置为足够大，以容纳多个数据采样点的数据。

#define NUM_CHANNELS 4 // 定义通道数量
#define NUM_SAMPLES 100 // 定义每个通道采样次数

uint16_t adc_data[NUM_CHANNELS * NUM_SAMPLES]; // 存放ADC转换数据的数组

// 启动ADC转换
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, (uint32_t*)adc_data, NUM_CHANNELS * NUM_SAMPLES);

uint16_t Get_Average_ADC_Data(uint8_t channel)
{
    uint32_t sum = 0;

    // 计算指定通道的采样数据总和
    for (int i = channel; i < NUM_CHANNELS * NUM_SAMPLES; i += NUM_CHANNELS)
    {
        sum += adc_data[i];
    }

    // 返回平均值
    return sum / NUM_SAMPLES;
}

（2）调整DMA 时钟配置：通过增加 ADC 的采样时间延长每次转换的时间，减少 DMA 中断的频率，降低系统负载，提高系统的响应速度和稳定性。

作者：J_Capital