2019年08月01日 | STM32实战八 DAC/ADC

这一章编写DAC和ADC程序，即数模/模数转换。程序中封装了两个DAC，各1个独立通道，对应输出脚为PA4和PA5，提供两个方法，ADDA::daDMA(Timer & tim)成员方法以DMA方式按预定数据生成两个正弦波，通道1(PA4)是半幅波形，通道2(PA5)是全幅波形。 ADDA::da()成员方法把指定内存的数据转换成模拟信号，未使用DMA，因为已经是一一对应。

模数转换使用ADC1转换器，共有10个通道，采用硬件存储DMA，不占用CPU时间，包括8个端口通道，对应输入为PA0-7，其中PA4和PA5与DAC共用，可以从内部检测DA/AD的正确性。还有两个内部通道，CPU温度和基准电压。

值得一提的是，参考代码中没有 “DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_LFSRUnmask_Bit0;    // 不限幅值” 这一行，造成daDMA程序有时能用，有时不能用，费了好多时间才找出问题。

ADDA.h

#ifndef __ADDA__

#define __ADDA__

extern "C" { // 兼容C，按C语言编译，Keil5中的包含文件已经加入了C++兼容，不用再加这一段

#pragma diag_remark 368 //消除 warning:  #368-D: class "" defines no constructor to initialize the following:

#include "stm32f10x.h"

#include "stm32f10x_dma.h"

#pragma diag_default 368 // 恢复368号警告

}

#include "IO.h"

#include "Timer.h"

#define DAC_DHR12RD_Address      0x40007420 // DAC地址

#define ADC1_DR_Address    ((uint32_t)0x4001244C) // ADC地址

//ADC_DR(ADC规则数据寄存器),偏移量=0x4c  ADC1(0x40012400-0x400127ff)

// 设置通道1数据

#define SETDAC1( v ) *((__IO uint32_t *)(DAC_BASE + (u32)0x00000008 + DAC_Align_12b_R)) = (uint32_t)v

// 设置通道2数据

#define SETDAC2( v ) *((__IO uint32_t *)(DAC_BASE + (u32)0x00000014 + DAC_Align_12b_R)) = (uint32_t)v

class ADDA : public IO

{

// Construction

public:

ADDA();

// Properties

public:

u16 m_adData[10]; // 10个ADC数据 PA0-7，CPU内部温度，内部基准电压

private:

// Methods

public:

void daDMA(Timer & tim); // 用DMA生成正弦波

inline void ad(void); // ADc

inline void da(void); // DAC

// Overwrite

public:

};

#endif

ADDA.cpp

/**

  ******************************************************************************

  * @file ADDA.cpp

  * @author Mr. Hu

  * @version V1.0.0 STM32F103VET6

  * @date 06/07/2019

  * @brief DMA，AD，DA

  * @IO

  * DMA2_Channel4 传送ADC1转换数据

  * ADC1 数模转换器1

  * ADC通道0-7 外部模拟量输入，对应PA0-5，其中PA4-5与DAC共用

  * ADC通道16 CPU内部温度

  * ADC通道17 内部基准电压值

  * DAC通道1-2 模数转换器1-2，对应PA4-5与ADC共用

  * PA0-7 ADC1的0-7通道

  * PA4-5 ADC1的4-5通道，同时也是DAC的1-2通道

  ******************************************************************************

  * @remarks

  * 基于DMA的ADC，硬件转换和存储，不占CPU时间

  * DAC有两个方法，一个是单一数据转换，未用DMA，因为本来就是直接写内存。另一个方法是按

  * 指定数据生成正弦波，使用DMA。

  * 实现8个模拟量输入，2个模拟量输出，其中PA4-5两个IO口既是输入，又是输出，AD/DA共用，

  * 可以从软件中监视AD/DA的数据，实际应用用时只能用于DA输出

  *

  * 参考资料

  * https://blog.csdn.net/qq_38410730/article/details/80071349 ADC有端口分配图

  * https://blog.csdn.net/weixin_42653531/article/details/81123770

  * https://blog.csdn.net/iteye_3759/article/details/82547927

  * https://www.cnblogs.com/zhoubatuo/p/6118897.html

  */ 

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

extern "C" { // 兼容C，按C语言编译，Keil5中的包含文件已经加入了C++兼容，不用再加这一段

#pragma diag_remark 368 //消除 warning:  #368-D: class "" defines no constructor to initialize the following:

#include "stm32f10x_adc.h"

#include "stm32f10x_dac.h"

#include "stm32f10x_dma.h"

#include "stm32f10x_tim.h"

#include

#pragma diag_default 368 // 恢复368号警告

}

#include "IO.h"

#include "ADDA.h"

/**

  * @date 06/07/2019

  * @brief  数模/模数转换

  * IO(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7, GPIO_Mode_AIN, 2)

  * 占用PA0-PA7共8个ADC端口，其中PA4-5与DAC共用。

  * @param None

  * @retval None

  */

ADDA::ADDA()

: IO(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7, GPIO_Mode_AIN, 2) // GPIOx, nPin, GPIO_Mode_IPU 上拉, 2 输入时无效

{

for(u16 i = 0; i < sizeof(m_adData)/sizeof(m_adData[0]); i++)

m_adData[i] = 0;

/* Enable peripheral clocks ------------------------------------------------*/

/* DMA2 clock enable */

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);

/* DAC Periph clock enable */

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);

da(); // 启动DAC

ad(); // 启动ADC

}

/**

  * @date 06/07/2019

  * @brief  数模转换，DMA方式按预定数据生成两个正弦波，通道1(PA4)是半幅波形，通道2(PA5)是全幅波形。

  * @param tim 触发源

  * @retval None

  */

void ADDA::daDMA(Timer & tim)

{

TIM_TypeDef * ti = tim.m_pTIMx;

assert_param( ti == TIM2

|| ti == TIM4

|| ti == TIM5

|| ti == TIM6

|| ti == TIM7

|| ti == TIM8

);

/* TIMx TRGO selection */

TIM_SelectOutputTrigger(ti, TIM_TRGOSource_Update);

u32 trigger = // 触发源

ti != TIM2 ? ti != TIM4 ? ti != TIM5 ? ti != TIM6 ? ti != TIM7 ? ti != TIM8

? 0 // 异常

: DAC_Trigger_T8_TRGO

: DAC_Trigger_T7_TRGO

: DAC_Trigger_T6_TRGO

: DAC_Trigger_T5_TRGO

: DAC_Trigger_T4_TRGO

: DAC_Trigger_T2_TRGO

;

/* DAC channel1 Configuration */

// 特别提示，参考代码中没有给DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude赋值，

// 造成有时能用，有时不能用，赋值以后正常

DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;

DAC_InitStructure.DAC_Trigger = trigger; // 设置触发源

DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None; // 不产生波形

DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable; // 关闭输出缓存

DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_LFSRUnmask_Bit0; // 不限幅值

DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure); // 初始化通道1 PA4

DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure); // 初始化通道2 PA5

// 正弦波数据

const uint16_t Sine12bit[32] = { // 全幅

2047, 2447, 2831, 3185, 3498, 3750, 3939, 4056, 4095, 4056,

3939, 3750, 3495, 3185, 2831, 2447, 2047, 1647, 1263, 909, 

599, 344, 155, 38, 0, 38, 155, 344, 599, 909, 1263, 1647};

const uint16_t Sine12bitlow[32] = { // 半幅

1024, 1224, 1415,1592,1749,1875,1970,2028,2048,2028,

1969, 1875, 1748,1592,1415,1224,1024,824,632,454,

300,172,78,19,0,19,78,172,300,454,632,824};

uint32_t DualSine12bit[32];    

//* Fill Sine32bit table *

for (u8 Idx = 0; Idx < 32; Idx++)

{

DualSine12bit[Idx] = (Sine12bit[Idx] << 16) + (Sine12bitlow[Idx]);

}

//* DMA2 channel4 configuration *

// DMA通道与DAC对应，不能换

DMA_DeInit(DMA2_Channel4);

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC_DHR12RD_Address; // 外设地址，双通道模式，其他模式请看手册

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&DualSine12bit; // 原始数据指针，正弦数据

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 传输方向外设到内存

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 32; // 缓存大小32个数据，每个数据对应两个通道

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址固定

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存地址自增

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word; // 外设传输双字

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word; // 内存传输双字

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环输出

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 优先级为高

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 禁止内存间传输

DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure); // 初始化

/* Enable DMA2 Channel4 */

DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE);

/* Enable DAC Channel1: Once the DAC channel1 is enabled, PA.04 is 

   automatically connected to the DAC converter. */

DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);

/* Enable DAC Channel2: Once the DAC channel2 is enabled, PA.05 is 

   automatically connected to the DAC converter. */

DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);

/* Enable DMA for DAC Channel2 */

DAC_DMACmd(DAC_Channel_2, ENABLE);

}

/**

  * @date 06/07/2019

  * @brief  数模转换，工作方式是循环转换指定的数据

  * SETDAC1和SETDAC2 分别设置两个通道数据，模拟量输出到PA4，PA5

  * @param None

  * @retval None

  */

void ADDA::da()

{

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE );   //使能DAC通道时钟 

DAC_InitTypeDef DAC_InitType;

DAC_InitType.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None; //不使用触发功能 TEN1=0

DAC_InitType.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;//不使用波形发生

DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bit0;//屏蔽、幅值设置

DAC_InitType.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ; //DAC1输出缓存关闭 BOFF1=1

DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitType); //初始化DAC通道1

DAC_Init(DAC_Channel_2,&DAC_InitType); //初始化DAC通道1

DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);  //使能DAC1

DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);  //使能DAC1

DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);  //12位右对齐数据格式设置DAC值

DAC_SetChannel2Data(DAC_Align_12b_R, 0);  //12位右对齐数据格式设置DAC值

}

/**

  * @date 06/07/2019

  * @brief  数模转换，用DMA方式，把结果存到m_adData[10]中

  * m_adData[0]-[7]对应PA0-7的输入电压转换结果

  * PA4，PA5与DAC共用

  * m_adData[8]-[9]分别的CPU温度和内部基准电压

  * @param None

  * @retval None

  */

// https://blog.csdn.net/nicholas_dlut/article/details/80937036

void ADDA::ad(void)

{

ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); //开启内部温度传感器

/* Enable peripheral clocks ------------------------------------------------*/

/* Enable DMA1 clock */

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

/* Enable ADC1 and GPIOC clock */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

// DMA通道与ADC对应，不能换

/* DMA1 channel1 configuration ----------------------------------------------*/

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

DMA_DeInit(DMA1_Channel1); //选择DMA的通道1

//设定从ADC外设的数据寄存器（ADC1_DR_Address）转移到内存（ADCConcertedValue）

//每次传输大小16位，使用DMA循环传输模式

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; // 外设地址

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)m_adData;//数据缓冲区的地址

//外设为数据源

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

//数据缓冲区，大小2半字

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 10;

// 外设地址固定

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

//内存地址增加，多组adc时，使能，数据传输时，内存增加

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

//半字

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

//DMA循环传输

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

//优先级高

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

//??

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;