3. Характеристики аналого-цифрового преобразователя

Число "шумовых" разрядов без усреднения	4
Число "шумовых" разрядов с усреднением	2

Напряжение без знака	Напряжение со знаком	Смещенный код		Дополнительный код
		10-чный	двоичный	10-чный	двоичный
3.3	1.65	4095	111111111111	2047	011111111111
2.417	0.767	3000	101110111000	952	001110111000
1.658	0.009	2058	100000001010	10	000000001010
1.651	0.001	2048	100000000000	0	000000000000
1.641	-0.008	2038	011111110110	-10	111111110110
0.806	-0.844	1001	001111101001	-1047	101111101001
0.017	-1.634	20	000000010100	-2028	100000010101
0	0	0	000000000000	-2048	100000000000

Текст программы

//---------------------------------------------------------------------------

//

// УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ

// Программирование аналого-цифрового преобразователя

// Copyright (C) 2013 МГТУ МИРЭА

//

// Для тестирования работы АЦП используется установленный на плате потенциометр

// (триммер), посредством которого на разряде порта PC0 можно изменять напряжение

// в пределах 0...3.3 В. Разряд PC0 имеет альтернативные функции: аналоговые входы

// ADC1_IN10, ADC2_IN10, ADC3_IN10.

// Реализованы режимы работы со смещенным и дополнительным кодами, режим усреднения.

//

//---------------------------------------------------------------------------

#include "stm32_p407.h" //Файл конфигурации отладочной платы STM32-P407

#include "lcd.h" //Функции для работы с дисплеем

#define AVERAGE 300 //Число усреднений данных с АЦП

//---------------------------------------------------------------------------

// ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ АЦП

void ADCInitialize(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //Структура конфигурации портов общего назначения

ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct; //Структура общей конфигурации АЦП

ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; //Структура конфигурации АЦП

//Конфигурирование разряда порта как аналогового входа

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE); //Разрешение тактирования порта

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //Номер разряда (маска)

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //Альтернативная функция: аналоговый вход

GPIO_Init(TRIMER_PORT, &GPIO_InitStructure); //Функция конфигурирования

//Разрешение тактирования АЦП

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC2, ENABLE);

//Задание общей конфигурации АЦП по умолчанию:

// - режим одиночного АЦП;

// - предварительный делитель тактовой частоты на 2;

// - запрет режима прямого доступа к памяти при совместной работе АЦП;

// - сдвиг между преобразованиями при совместной работе - 5 тактов.

ADC_CommonStructInit(&ADC_CommonInitStruct);

ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStruct);

//Конфигурирование АЦП (ADC2)

ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; //Разрядность преобразования: 12

// (возможно 10, 8, 6)

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //Многокан. сканирование: не разрешено

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //Непрерывное преобразование: разрешено

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;

//Фронт сигнала запуска: нет

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = 0; //Источник запуска: не задан

// (используется программный)

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left; //Выравнивание кода в 16-разр.поле: влево

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1; //Число каналов для преобразования: 1

ADC_Init(ADC2, &ADC_InitStructure); //Функция конфигурирования

//Дополнительные параметры для ADC2:

// - входной канал с номером 10 (возможные номера каналов: 1...15);

// - число групп преобразования - 1 (возможно до 16 групп),

// - время преобразования - 56 тактов (возможные значения: 3, 15, 28, 56, 84, 112, 144, 480)

ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_56Cycles);

//Разрешение работы АЦП

ADC_Cmd(ADC2, ENABLE);

}

//---------------------------------------------------------------------------

// ПРЕОБРАЗОВАНИЕ 12-РАЗРЯДНОГО КОДА В СТРОКУ ДВОИЧНЫХ СИМВОЛОВ

// Входной параметр: преобразуемый код

// Возвращается указатель на строку (с завершаюшим нулем)

char str12[13];

char* Bin12ToStr(unsigned short data)

{

int i;

for (i = 0; i < 12; i++) *(str12+i) = (char)(((data >> (11-i)) & 1) + '0');

*(str12+i) = '\0';

return str12;

}

//---------------------------------------------------------------------------

// ПОДПРОГРАММА ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ

// Входной аргумент: значение задержки в микросекундах.

void Delay_us(int us)

{

volatile int i;

while (--us) { i = 27; while (--i); }

}

//---------------------------------------------------------------------------

// ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ

int main()

{

long AdcData; //Исходные данные с АЦП

unsigned short UData16; //Приведенный смещенный (беззнаковый) код

short Data16; //Приведенный дополнительный (знаковый) код

bool OffsetCode = true; //Тип кода: смещенный - дополнительный

int Average = 1; //Текущее число усреднений

int i; //Текущая переменная цикла

//Инициализация кнопок

STM_PBInit(BUTTON_WAKEUP, BUTTON_MODE_GPIO); //Кнопка WAKEUP выхода из программы

STM_PBInit(BUTTON_LEFT, BUTTON_MODE_GPIO); //Позиции джойстика для переключения типа кода

STM_PBInit(BUTTON_RIGHT, BUTTON_MODE_GPIO);

STM_PBInit(BUTTON_UP, BUTTON_MODE_GPIO); //Позиции джойстика для переключения режима

STM_PBInit(BUTTON_DOWN, BUTTON_MODE_GPIO); // усреднения

//Инициализация дисплея

LCD_Init(); LCD_Clear(0);

LCD_FontSize(11);

LCD_TextPos(1,1); LCD_print("Смещенный код:");

LCD_TextPos(1,5); LCD_print("Напряжение, В:");

//Инициализация и первичный запуск АЦП

ADCInitialize();

ADC_SoftwareStartConv(ADC2);

//Цикл в основной программе

while (1)

{

//Изменение типа кода в зависимости от позиции джойстика

if (STM_PBGetState(BUTTON_LEFT))

{ OffsetCode = true;

LCD_TextPos(1,1); LCD_print("Смещенный код:");

}

if (STM_PBGetState(BUTTON_RIGHT))

{ OffsetCode = false;

LCD_TextPos(1,1); LCD_print("Дополнит.код: ");

}

//Изменение числа усреднений в зависимости от позиции джойстика

if (STM_PBGetState(BUTTON_UP))

{ Average = AVERAGE;

LCD_TextPos(1,0); LCD_print("- Усреднение -");

}

if (STM_PBGetState(BUTTON_DOWN))

{ Average = 1;

LCD_TextPos(1,0); LCD_print(" ");

}

//Цикл по измерениям

for (i = Average, AdcData = 0; i > 0; i--)

{

AdcData += ADC_GetConversionValue(ADC2); //Ввод и суммирование показаний

ADC_SoftwareStartConv(ADC2); //Новый запуск преобразования

}

//Преобразование кода с АЦП

UData16 = AdcData / Average; //Вычисление среднего

Data16 = UData16 ^ 0x8000; //Преобразование смещ. кода в дополнительный

Data16 >>= 4; UData16 >>= 4; //Приведение кода к 12-разрядному

//Вывод результатов на дисплей

LCD_TextPos(1,2);

LCD_print("%d ", OffsetCode ? UData16 : Data16); //В 10-й системе

LCD_TextPos(1,3);

LCD_print("%s", Bin12ToStr(OffsetCode ? UData16 : Data16)); //В 2-й системе

LCD_TextPos(1,6);

LCD_print("%.3f (%.3f) ", UData16*3.3f/4096.f, Data16*3.3f/4096.f); //Значения напряжений

Delay_us(100000); //Период обновления

// индикации

//Проверка нажатия кнопки WAKEUP завершения программы

if (STM_PBGetState(BUTTON_WAKEUP)) NVIC_SystemReset();

}

}

//---------------------------------------------------------------------------