代码收藏家技术教程 2024-08-26

STM32实现三重ADC交替采样技术：极限采样率高达7.2MHz

三重ADC交替采样

前言：

正文：

时钟配置：

基础配置：

串口配置：

TIM定时器配置：

ADC配置：

DMA配置：

代码示例：

结语：

前言：

本教程使用stm32f407VET6，基于cubemx与keil5软件开发。刚刚参加完2024年全国大学生电子设计竞赛，在备赛过程中学习了很多信号类相关知识，在信号类题目中呢，ADC是一个复杂且实用的要点，而与其紧密相关的几个参数就是——采样率、采样精度，而是 stm32F407 单个adc最大采样率为2.4M，这个采样率在有些时候还是不能满足我们的需求，这时三重ADC交替采样值得我们一学了。本次将给大家分享“三重ADC交替采样”的配置与使用。

关于三重ADC的原理，这里就不过多解释，主要给大家分享用法，便于大家快速使用。

原理可参考这位博主的文章——《stm32教程之三重ADC交错采样》

正文：

时钟配置：

由于不同型号单片机开启单ADC2.4M采样率的方法不完全相同，所以这里就以2M采样率为示例，最终采样率为6M。

基础配置：

串口配置：

串口重定义的方法这里就不在赘述，网上教程很多。

TIM定时器配置：

实际采样率为2M x 3 = 6M（更改时钟可以达到7.2M）

ADC配置：

DMA配置：

关于DMA模式——循环与普通模式的区别，字节长度——word与half word的区别，可以看这篇博客——《stm32-HAL 电赛信号教程》

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6M，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）。这里定义了一个标志位DMA_FLAG，后面会用到。

#define  ADC1_DMA_Size	   1024

float    ADC1_ConvertedValue[ADC1_DMA_Size];
uint32_t ADC_Value          [ADC1_DMA_Size/2];

uint8_t DMA_FLAG=0;

然后将adc、tim开启，并使用函数HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA，开始DMA的传输

注意：这里DMA传输数据的个数是ADC采样个数的一半，即1024/2=512。并且不需要手动打开ADC1，它会自动打开。这些都是写在while前面。

  HAL_ADC_Start(&hadc2);
  HAL_ADC_Start(&hadc3);
  
  HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC_Value,512);
  
  HAL_TIM_Base_Start(&htim8);

在函数HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA执行完后会进入中断服务函数HAL_ADC_ConvCpltCallback中，我们在里面改变标志位的值，方便我们知在函数执行完后再进行后续处理。这个函数可以直接复制到main.c中，放在主函数前面或后面。

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
	DMA_FLAG=1;
}

然后在主函数while中进行数据处理，这个处理方式与三重ADC采样模式的原理有关，就不解释了。

 /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {	 
	if(DMA_FLAG==1)
	{
	     DMA_FLAG=0;
				
	  for(int i=0,m=0;m<512&&i<1024;)
	  {
			ADC1_ConvertedValue[i]= (float)(ADC_Value[m]&0x0000FFFF)*3.3f/4095.0f;
			i++;
			ADC1_ConvertedValue[i]= (float)((ADC_Value[m]&0xFFFF0000)>>16)*3.3f/4095.0f;
			i++;
			m++;
	  } 
	  for(int i=0;i<1024;i++)
	   {
		    printf("%f\r\n",ADC1_ConvertedValue[i]);
			  // printf("%d\r\n",ADC_Value[i]);
	   }				  			  	  
   }	
    /* USER CODE END WHILE */

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