2018年09月20日 | stm32f407之数字滤波（操作寄存器）

数字滤波

为了对stm32f4的ADC和DAC有更多的了解，我决定做一个实用性比较强的实验。就是数字滤波实验，利用stm32f4的DAC可以产生噪声的特点，利用它的一路DAC产生叠加噪声的信号作为原始信号。然后用ADC测量，把结果经过滤波处理后用DAC的另一通道把结果输出，用双踪示波器观察。

一阶惯性滤波器及其数字化

一阶惯性滤波器的传递函数为：

利用一阶差分法离散化，可以得到一阶惯性数字滤波算法：

其中T为采样周期，为滤波时间常数。T和必须根据信号频谱来选择。

编程实现：

a.     设定一个1024点正弦波表，用DAC1叠加噪声输出

b.     配置定时器6更新频率为1M

c.     DAC的时钟为TIM6更新事件，1024点，频率大概为0.5M

d.     在TIM6的更新中断中启动一次AD转换

e.     AD转换中断中做滤波处理，然后把数值送DAC2，启动一次DAC2

程序：

[plain] view plaincopy

/************************************  

    标题：数字滤波实验  

    软件平台：IAR for ARM6.21  

    硬件平台：stm32f4-discovery  

    主频：168M  

    描述：用DAC1产生一路叠加了噪声的信号  

          用ADC通道11测量上面产生的信号  

          对ADC的测量结果进行滤波处理  

          用DAC2把滤波后的结果输出  

    author：小船  

    data：2012-02-17  

*************************************/  

#include   

#include "MyDebugger.h"  

#include "sintable.h"   

/*********变量声明********/  

uint16_t Y0, Y1;//滤波器输出值  

float T = 0.000001;//采样周期  

float C = 0.00003; //滤波常数  

/*********函数声明********/  

void timer6_Init(void);  

void ADC3_IN11_Config(void);  

void DAC_channel2_Config(void);  

void Generate_SinSignal_with_Noise(void);  

void main ()  

{     

  SCB->AIRCR = 0x05FA0000 | 0x400;  //中断优先级分组 抢占：响应=3:1  

  MyDebugger_Init();  

  ADC3_IN11_Config();  

  Generate_SinSignal_with_Noise();  

  DAC_channel2_Config();    

  timer6_Init();   

  while(1)  

  {  

  };  

}  

/**************************************  

  函数名：timer6_Init  

  参数：无  

  返回值：无  

  功能：设置定时器6更新频率为1M  

        定时器6更新事件为DAC1、2时钟  

        更新中断启动ADC检测  

**************************************/  

void timer6_Init(void)  

{  

  /***定时器设置***/  

  RCC->APB1ENR |= (1<<4);//打开TIM6时钟  

  TIM6->PSC = 0;   

  TIM6->ARR = 83;  //使得更新事件频率为1m  

  TIM6->CR2 |=  0x00000020;//更新事件输出  

  TIM6->DIER |= 1; //使能中断  

  TIM6->CR1 |= 1; //开始计时  

}  

/**************************************  

  函数名：Generate_SinSignal_with_Noise  

  参数：无  

  返回值：无  

  功能：用DAC1产生一路叠加了噪声的信号  

***************************************/  

void Generate_SinSignal_with_Noise(void)  

{  

  /***GPIO设置***/  

  RCC->AHB1ENR |= (1<<0); //打开GPIOA时钟  

  GPIOA->MODER |= 0x00000F00;//PA4、5模拟模式  

  GPIOA->PUPDR &= 0xfffff0ff;//无上拉无下拉     

  /***DAC设置***/  

  RCC->APB1ENR |= (1<<29); //使能DAC时钟  

  DAC->CR &= 0xffff0000;  

  /*  

  使能DMA堵塞中断  

  使能通道1触发  

  叠加噪声  

  */  

  DAC->CR |= ( (1<<13) | (1<<2) | 0x00000040 | 0x00000800);    

  NVIC->IP[54] = 0xA0;  

  NVIC->ISER[1] |= (1<<(54-32));  

  /***DMA设置***/  

  RCC->AHB1ENR |= (1<<21); //使能DMA1时钟  

  DAC->CR &= ~(1<<12);//DAC dma发送模式除能  

  DMA1_Stream5->CR &= 0xFFFFFFFE; //除能DMA1_Stream5  

  while(DMA1_Stream5->CR & 0x00000001);//确保DMA可以被设置   

  DMA1->HIFCR |= 0x000004f0;//传送前清空DMA1_Stream5所有中断标志   

  DMA1_Stream5->PAR = (uint32_t)&DAC->DHR12R1;//设置外设地址  

  DMA1_Stream5->M0AR = (uint32_t)SinTable; //设置内存地址  

  DMA1_Stream5->CR |= 0x0002800;//16位数据  

  DMA1_Stream5->NDTR = 1024; //设置dma传输数据的数量  

  /*  

    设置dma通道7，即DAC1  

    优先级Medium  

    传输方向内存到外设  

    内存递增模式  

    循环模式  

  */  

  DMA1_Stream5->CR |= ( 0x0e000000 | 0x00010000 | (1<<6)  

                        | (1<<10) | (1<<8) );   

  DMA1_Stream5->CR |= 1; //DMA数据流5使能  

  DAC->CR |= (1<<0);   //DAC通道1使能  

  DAC->CR |= (1<<12);//DAC dma发送模式使能  

}  

/**************************************  

  函数名：ADC3_IN11_Config  

  参数：无  

  返回值：无  

  功能：用ADC通道11测量上面产生的信号  

***************************************/  

void ADC3_IN11_Config(void)  

{  

    /***GPIO设置***/  

  RCC->AHB1ENR |= (1<<2); //打开GPIOC时钟  

  GPIOC->MODER &= 0xfffffff3;//PC1模拟模式  

  GPIOC->MODER |= 0x0000000C;  

  GPIOC->PUPDR &= 0xfffffff3;//无上拉无下拉     

  /***ADC3设置***/  

  RCC->APB2ENR |= (1<<10); //使能ADC3时钟  

  ADC3->SQR1 = 0x00000000;//转换一个通道  

  ADC3->SQR3 = 0x0000000B;//第一个通道为ADC3_in11  

  ADC3->CR1 &= 0x00000000;   

  ADC3->CR2 &= 0x00000000;    

 //单次转换  

  ADC3->CR1 |= (1<<5);//使能转换完成中断  

  NVIC->IP[18] = 0xc0;  

  NVIC->ISER[0] |= (1<<18);   

}  

/**************************************  

  函数名：DAC_channel2_Config  

  参数：无  

  返回值：无  

  功能：用DAC2把滤波后的结果输出  

***************************************/  

void DAC_channel2_Config(void)  

{  

  /***DAC设置***/  

  RCC->APB1ENR |= (1<<29); //使能DAC时钟  

  DAC->CR &= 0x0000ffff;  

  /*  

  使能通道2触发   

  配置为软件触发  

  */  

  DAC->CR |= ( (1<<18) | (0x00380000) );   

  DAC->CR |= (1<<16);   //DAC通道2使能  

}  

void TIM6_DAC_IRQHandler(void)  

{  

  if( DAC->SR & (1<<13) )  

  {  

    MyDebugger_LEDs(red, on);//亮红灯指示DAC1的DMA传输数据错误  

    DAC->SR &= ~(1<<13);   

  }  

  if(TIM6->SR)  

  {      

    ADC3->CR2 |= (1<<0);   //开启AD转换    

    ADC3->CR2 |= (1<<30); //规则通道转换开始  

    TIM6->SR &= ~(0x0001);   

  }  

}  

void ADC_IRQHandler(void)  

{  

  if( ADC3->SR & (1<<1))  

  {  

    Y0 = (uint16_t)( (float)(( T / C ) * ADC3->DR) //滤波公式  

                      + (float)(( 1 - T / C ) * Y1) );  

    Y1 = Y0;  

    DAC->DHR12R2 = Y0;  //DAC2输出滤波后的结果  

    DAC->SWTRIGR |= (1<<1);  

    ADC3->SR &= ~(1<<1);  

  }  

}  

输出的信号：

用AD测量后不经过滤波直接输出：

经过滤波的输出：

结论：经过滤波后，很好地把噪声滤除了，但相位有一定的滞后，幅值会变小。