如何构建一块电路板的护城河1_ADC的DMA读取和处理

STM32 编程

通过MXCUBE可以设置的参数如下：

MXCUBE生成界面.png

初始化函数如下：

 hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;     //ADC的频率不建议太高
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; //精度
  hadc1.Init.ScanConvMode = ENABLE; //使能，则是顺序转换模式，不再有插队情况
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; //连续转换，否则只转换一次
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; //连续转换，当然就不间断了
  hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;//外部触发的边沿，这里NONE
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; //不需要外部触发
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;  //低位对齐
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 8;  //8个通道
  hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE; //连续不断写入DMA
  hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV; 

ADC进行初始化以后，在MSP中会对开辟的DMA进行初始化，如下：

 hdma_adc1.Instance = DMA2_Stream0;
    hdma_adc1.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;
    hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
    hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
    hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
    hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
    hdma_adc1.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;

在下面会有一条，将DMA和ADC连接起来。

__HAL_LINKDMA(adcHandle,DMA_Handle,hdma_adc1);

这样，将ADC1采样得到的数据，会自动的保存到dma的内存中。

MX还有一个任务，就是中断设置，如下：

{
  HAL_ADC_IRQHandler(&hadc1);
}
    HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_adc1);

所以实际上，我们没有进行中断的处理，在初始化函数中，调用

uint32_t ADC_ConvertedValue[ADC_NUMOFCHANNEL];
……
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,ADC_ConvertedValue,ADC_NUMOFCHANNEL);  

这样，当ADC8个通道的值采集完成以后，自动会交给DMA,而DMA直接将数据保存到ADC_ConvertedValue中。其中ADC_ConvertedValue是DMA设置的数据宽度，一个8个通道的值。

我们先定义一个数据结构体，用来保存从数组中读出来的中间值，并不是和DMA通道物理对应，如下：

typedef struct
{
  int32_t motor2_U_current;
  int32_t motor2_V_current;
  int32_t motor2_W_current;
  int32_t motor1_U_current;
  int32_t motor1_V_current;
  int32_t motor1_W_current;
  int32_t bus_volt;
  int32_t controller_temp;
}DMA_AD_VALUE;

并在头文件中申明一下结构体：并在C文件中进行定义

extern DMA_AD_VALUE dma_ad;
DMA_AD_VALUE dma_ad;

同时我们设置一个结构体，用来保存一些中间变量，如下：

typedef struct {
         int32_t   BUS_Curr ;     // DC Bus  Current
         int32_t   PhaseU_Curr;   // Phase A Current
         int32_t   PhaseV_Curr;   // Phase A Current
         int32_t   BUS_Voltage ;  //DC Bus  Voltage      
         int32_t   RP_speed_Voltage ;     //  RP1_Voltage
         int32_t   OffsetBUS_Curr ;     // DC Bus  Current
         int32_t   OffsetPhaseU_Curr;   // Phase A Current
         int32_t   OffsetPhaseV_Curr;   // Phase A Current
         int32_t   Coeff_filterK1;   // Phase A Current
           int32_t   Coeff_filterK2;   // Phase A Current 
       }ADCSamp;
#define  ADCSamp_DEFAULTS  {0,0,0,0,0,0,0,0,268,756}

有两个电机，所以我们申明和定义一个结构体变量如下：

extern ADCSamp      ADCSampPareM1;  // M1 refer to tim8
extern ADCSamp      ADCSampPareM2;  // M2 refer to tim1

ADCSamp      ADCSampPareM1=ADCSamp_DEFAULTS;
ADCSamp      ADCSampPareM2=ADCSamp_DEFAULTS;

首先，我们要读取所有模拟值的初始化值，初始化我们通过连续读取32次求平均值来获得，如下：

//校准作用,电流传感器的偏移值为1.65V
void Offset_CurrentReading(void)
{
    static uint8_t i;  

  /* ADC Channel used for current reading are read  in order to get zero currents ADC values*/
  //32次采样求平均值，电流传感器初始校准 
 memset((uint8_t*)(&ADCSampPareM1),0,sizeof(ADCSampPareM1));
 memset((uint8_t*)(&ADCSampPareM2),0,sizeof(ADCSampPareM2));
for(i=32; i!=0; i--)   
  {

    ADCSampPareM1.OffsetBUS_Curr += ADC_ConvertedValue[6]; //通道6，总线电流
    ADCSampPareM1.OffsetPhaseV_Curr += ADC_ConvertedValue[4];//电机M1 V相电流
    ADCSampPareM1.OffsetPhaseU_Curr += ADC_ConvertedValue[5];

    ADCSampPareM2.OffsetBUS_Curr += ADC_ConvertedValue[7];
    ADCSampPareM2.OffsetPhaseU_Curr += ADC_ConvertedValue[3];
    ADCSampPareM2.OffsetPhaseV_Curr += ADC_ConvertedValue[0];
    Delay(10000);
    Delay(10000);
  }
    ADCSampPareM1.OffsetBUS_Curr = ADCSampPareM1.OffsetBUS_Curr>>5; //除以2^5,获得平均数
    ADCSampPareM1.OffsetPhaseV_Curr= ADCSampPareM1.OffsetPhaseV_Curr>>5; 
    ADCSampPareM1.OffsetPhaseU_Curr=ADCSampPareM1.OffsetPhaseU_Curr>>5;
    ADCSampPareM2.OffsetBUS_Curr = ADCSampPareM2.OffsetBUS_Curr>>5;
    ADCSampPareM2.OffsetPhaseV_Curr= ADCSampPareM2.OffsetPhaseV_Curr>>5; 
    ADCSampPareM2.OffsetPhaseU_Curr=ADCSampPareM2.OffsetPhaseU_Curr>>5;
}

有了上面的数组，我们可以通过如下的两个函数计算电机相线的电流值

void   ADC_Sample_M1(void )
{  
    ADCSampPareM1.PhaseV_Curr=((ADC_ConvertedValue[4]-ADCSampPareM1.OffsetPhaseV_Curr)<<2);     
    ADCSampPareM1.PhaseU_Curr=((ADC_ConvertedValue[5]-ADCSampPareM1.OffsetPhaseU_Curr)<<2);
}

void   ADC_Sample_M2(void )
{
    ADCSampPareM2.PhaseV_Curr=((ADC_ConvertedValue[0]-ADCSampPareM2.OffsetPhaseV_Curr)<<2);     
    ADCSampPareM2.PhaseU_Curr=((ADC_ConvertedValue[3]-ADCSampPareM2.OffsetPhaseU_Curr)<<2);
}

然后调用clark变换和PARK变换，用来做SVPWM计算

        ADC_Sample_M2( );

        ClarkeI_M2.As=ADCSampPareM2.PhaseU_Curr;
        ClarkeI_M2.Bs=ADCSampPareM2.PhaseV_Curr;

然后通过下面的计算，获得总线的电流值和温度值,代码定义在AD_period_task中，在user_period_task中被周期性的读取。而电机的电流值读取频率为18KHZ,频率比总线电流和温度的频率要快很多。

  ADCSampPareM1.BUS_Curr  =  ADC_ConvertedValue[6]-ADCSampPareM1.OffsetBUS_Curr;
  ADCSampPareM2.BUS_Curr  =  ADC_ConvertedValue[7]-ADCSampPareM2.OffsetBUS_Curr;        
  dma_ad.bus_volt = VOLT_TO_BUS_VOLT(CAL_ADCDMA_fifo_AVGRPM(AD_DMA_CH3,2)); 
//  tempRIS_value = VOLT_TO_RISITOR(CAL_ADCDMA_fifo_AVGRPM(AD_DMA_CH2,1));  
  temp_ad100v = CAL_ADCDMA_fifo_AVGRPM(AD_DMA_CH2,1);
  temp_ad100v = adva_to_100v(temp_ad100v);
  tempRIS_value = VOLT_TO_RISI(temp_ad100v);

[ image

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