STM32F103ZET6利用定时器控制ADC采样并用DMA存储,然后用FFT算法计算低频周期性变化直流信号的频率和幅值,使用HAL库

时间: 2024-05-14 08:14:49 浏览: 9
实现。 以下是实现步骤: 1. 定义ADC采样通道和DMA缓存区。 ``` #define ADC_CHANNEL ADC_CHANNEL_0 #define ADC_BUFFER_SIZE 256 uint16_t ADC_Buffer[ADC_BUFFER_SIZE]; ``` 2. 配置ADC和DMA,使其能够进行采样和存储。 ``` ADC_HandleTypeDef hadc; DMA_HandleTypeDef hdma_adc; void MX_ADC_Init(void) { ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /** Configure the global features of the ADC (Clock, Resolution, Data Alignment and number of conversion) */ hadc.Instance = ADC1; hadc.Init.ScanConvMode = DISABLE; hadc.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc.Init.NbrOfConversion = 1; if (HAL_ADC_Init(&hadc) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL; sConfig.Rank = 1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_13CYCLES_5; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } 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_Channel1 init */ hdma_adc.Instance = DMA1_Channel1; hdma_adc.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; hdma_adc.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; hdma_adc.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; hdma_adc.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; hdma_adc.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD; hdma_adc.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; hdma_adc.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH; if (HAL_DMA_Init(&hdma_adc) != HAL_OK) { Error_Handler(); } __HAL_LINKDMA(&hadc, DMA_Handle, hdma_adc); } ``` 3. 配置定时器,使其能够触发ADC采样。 ``` TIM_HandleTypeDef htim; void MX_TIM_Init(void) { TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0}; TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; htim.Instance = TIM2; htim.Init.Prescaler = 72-1; // 1 MHz htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim.Init.Period = 100-1; // 10 kHz htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; if (HAL_TIM_Base_Init(&htim) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL; if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim, &sClockSourceConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_UPDATE; sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim, &sMasterConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } ``` 4. 在定时器中断中开启ADC采样和DMA传输,并在DMA传输完成中断中进行FFT计算。 ``` void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if (htim->Instance == TIM2) { HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, (uint32_t*)ADC_Buffer, ADC_BUFFER_SIZE); } } void HAL_DMA_IRQHandler(DMA_HandleTypeDef *hdma) { if (hdma->Instance == DMA1_Channel1) { if (hdma->State == HAL_DMA_STATE_READY) { arm_cfft_radix4_instance_f32 S; uint32_t ifftFlag = 0; uint32_t doBitReverse = 1; float32_t maxValue; arm_rfft_fast_f32(&S, (float32_t*)ADC_Buffer, (float32_t*)ADC_Buffer, ifftFlag); arm_cmplx_mag_f32((float32_t*)ADC_Buffer, (float32_t*)ADC_Buffer, ADC_BUFFER_SIZE/2); arm_max_f32((float32_t*)ADC_Buffer, ADC_BUFFER_SIZE/2, &maxValue, NULL); arm_scale_f32((float32_t*)ADC_Buffer, 1.0f/maxValue, (float32_t*)ADC_Buffer, ADC_BUFFER_SIZE/2); } } } ``` 5. 在主函数中初始化ADC、DMA和定时器,并启动定时器。 ``` int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_ADC_Init(); MX_DMA_Init(); MX_TIM_Init(); HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim); while (1) { } } ``` 通过以上步骤,我们可以实现定时器控制ADC采样并用DMA存储,然后用FFT算法计算低频周期性变化直流信号的频率和幅值的功能。

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