Аналого-цифровое преобразование |
370 |
Для высокоскоростных аналого-цифровых преобразований важно учитывать влияние компоновки печатной платы и правильность развязки цепей при проектировании платы. ST предоставляет хорошо написанное руководство по применению, AN283423, которое предлагает несколько важных советов по использованию АЦП, встроенного в микроконтроллеры STM32.
12.2. Модуль HAL_ADC
После краткого ознакомления с наиболее важными возможностями, предлагаемыми периферийным устройством АЦП в микроконтроллерах STM32, самое время погрузиться в связанные с ним API-интерфейсы CubeHAL.
Чтобы манипулировать периферийным устройством АЦП, HAL объявляет структуру Си ADC_HandleTypeDef, которая определена следующим образом:
typedef struct { |
|
|
|
ADC_TypeDef |
*Instance; |
/* Указатель на дескриптор АЦП |
*/ |
ADC_InitTypeDef |
Init; |
/* Параметры инициализации АЦП |
*/ |
__IO uint32_t |
NbrOfCurrentConversionRank; |
/* Номер текущего ранга |
|
|
|
преобразования АЦП |
*/ |
DMA_HandleTypeDef |
*DMA_Handle; |
/* Указатель на дескриптор DMA |
*/ |
HAL_LockTypeDef |
Lock; |
/* Блокировка объекта АЦП |
*/ |
__IO uint32_t |
State; |
/* Состояние работы АЦП |
*/ |
__IO uint32_t |
ErrorCode; |
/* Код ошибки АЦП |
*/ |
} ADC_HandleTypeDef; |
|
|
|
Давайте проанализируем наиболее важные поля данной структуры.
•Instance (экземпляр): указатель на дескриптор АЦП, который мы будем исполь-
зовать. Например, ADC1 является дескриптором первого периферийного устройства АЦП.
•Init: экземпляр структуры Си ADC_InitTypeDef, которая используется для конфи-
гурации АЦП. Мы рассмотрим ее более подробно в ближайшее время.
•NbrOfCurrentConversionRank: соответствует текущему i-му каналу (рангу) в регуляр-
ной группе преобразования. Мы опишем данный параметр лучше в ближайшее время.
•DMA_Handle: указатель на дескриптор DMA, сконфигурированный для выполнения
аналого-цифрового преобразования в режиме DMA. Он автоматически конфигурируется макросом __HAL_LINKDMA().
2http://www.st.com/st-web-ui/static/active/jp/resource/technical/document/application_note/CD00211314.pdf
3Аналогичным руководством по применению для серии STM32F37x/38x является AN4207
(https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/d9/90/d7/70/7c/ff/45/6d/DM00070 480.pdf/files/DM00070480.pdf/jcr:content/translations/en.DM00070480.pdf).
Аналого-цифровое преобразование |
|
371 |
Конфигурация АЦП выполняется |
с использованием экземпляра структуры |
Си |
ADC_InitTypeDef, которая определена следующим образом4: |
|
|
typedef struct { |
|
|
uint32_t ClockPrescaler; |
/* Выбор тактовой частоты АЦП |
*/ |
uint32_t Resolution; |
/* Конфигурация разрядности АЦП |
*/ |
uint32_t ScanConvMode; |
/* Установка режима сканирования каналов. |
*/ |
uint32_t ContinuousConvMode; |
/* Определяет, выполняется ли преобразование |
|
|
в непрерывном или однократном режиме |
*/ |
uint32_t DataAlign; |
/* Определяет, является ли выравнивание в регистре |
|
|
данных АЦП левым или правым |
*/ |
uint32_t NbrOfConversion; |
/* Задает количество входов АЦП, которые |
|
|
будут преобразованы в пределах |
|
|
последовательности регулярной группы |
*/ |
uint32_t NbrOfDiscConversion; |
/* Задает количество прерывистых преобразований |
|
|
основной последовательности регулярной |
|
|
группы |
*/ |
uint32_t DiscontinuousConvMode; |
/* Определяет, выполняется ли последовательность |
|
|
преобразования регулярной группы в Полной |
|
|
или в Прерывистой последовательности |
*/ |
uint32_t ExternalTrigConv; |
/* Выбор внешнего события, используемого для |
|
|
срабатывания запуска преобразования |
*/ |
uint32_t ExternalTrigConvEdge; |
/* Выбор фронта источника внешнего запуска и |
|
|
его разрешение (имеется ввиду включение) |
*/ |
uint32_t DMAContinuousRequests; |
/* Определяет, выполняются ли запросы к DMA |
|
|
в однократном или в непрерывном режиме |
*/ |
uint32_t EOCSelection; |
/* Определяет, какой флаг EOC используется для |
|
|
режима опроса преобразования и прерываний |
*/ |
} ADC_InitTypeDef; |
|
|
Давайте проанализируем наиболее важные поля данной структуры.
•ClockPrescaler: задает тактовую частоту (ADCCLK) для аналоговой части схемы
АЦП. В предыдущем параграфе мы видели, что АЦП имеет внутренний блок синхронизации, который управляет частотой переключения входного переключателя (см. рисунок 2). ADCCLK устанавливает скорость этого блока синхронизации и влияет на число выборок в секунду, поскольку определяет количество времени, используемое каждым тактом преобразования. Этот тактовый сигнал генерируется из тактового сигнала периферии, разделенного программируемым предделителем, который позволяет АЦП работать на частотах fPCLK /2,/4,/6 или /8 (сведения о максимальных значениях ADCCLK и его предделителе приведены в техническом описании конкретного микроконтроллера). В некоторых микроконтроллерах STM32 сигнал ADCCLK также может быть получен из HSI-генератора. Значение данного поля влияет на тактовый сигнал ADCCLK всех АЦП, реализованных в микроконтроллере.
4 Структура ADC_InitTypeDef немного отличается от структуры, определенной в HAL CubeF0 и CubeL0. Это связано с тем, что АЦП в этих семействах не дает возможности определять пользовательские входные последовательности дискретизации (назначая значения рангов). Кроме того, АЦП в этих семействах предоставляют возможность выполнять передискретизацию входного сигнала, а в HAL CubeL0 можно включить специальные функции с пониженным энергопотреблением, предлагаемые АЦП в этих микроконтроллерах. Для получения дополнительной информации обратитесь к исходному коду CubeHAL.