ADC+DMA+多通道+平均/低通滤波器_dma滤波

最近在学习ADC的采样，目前学的还是比较顺利的，没有遇到过于困难的问题。按照野火的教程按部就班的学就行，在滤波方面比较欠缺，咨询了一群大佬。然后在上面做一些改良。

直入主题，先来看看ADC的配置

#define ADC_PIN	( GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 )
 
static void ADCx_GPIO_Config(void);
static void ADCx_Mode_Config(void);
 
static void ADCx_GPIO_Config(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStucture;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	//模拟输入
	GPIO_InitStucture.GPIO_Pin = ADC_PIN;
	GPIO_InitStucture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStucture);
	
}
 
static void ADCx_Mode_Config(void)	//ADC1
{
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStucture;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	
	ADC_InitStucture.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//模式
	ADC_InitStucture.ADC_ScanConvMode = ENABLE;			//扫描模式
	ADC_InitStucture.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;	//连续转换模式
	ADC_InitStucture.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //触发模式
	ADC_InitStucture.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //数据对齐模式
	ADC_InitStucture.ADC_NbrOfChannel = 4;	//通道数量	
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStucture);
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);  //8分频  72M/8 = 9M
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	//ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 5 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	//ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 6 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	//ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 7 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	//ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 8 , ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则通道转换
	
	ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);//DMA启动//ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE);//开启中断
	
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能ADCx
	
	ADC_StartCalibration(ADC1);//开始校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//等待校准完成
	
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//软件中断
	
}
 
void ADC_InitConfig(void)
{
	ADCx_GPIO_Config();
	ADCx_Mode_Config();
}

这边是采用了四个ADC通道A0、A1、A2、A3。

由于是四通道的ADC，在配置上就需要开启连续转换模式、扫描模式，通道数量也要明确标识。

然后是数据转换，每个通道需要设定转换顺序（顺序要求根据项目）。

DAM传输的需要开启DAM使能，如果中断的要开启中断使能。（这边不清楚什么时候开始DMA传输，需要看一下规格书）

这样ADC初始化基本就结束了。下面看一下DMA的初始化吧

static void DMA_Config(void);
 
static void DMA_Config(void)
{
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
	
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1 ,ENABLE);	
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&( ADC1->DR );
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_Value.adc_Buff_value;
	DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//从外设读
	DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 4;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
	DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
	DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
	DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStruct);
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);
}
 
void DMA1_Init(void)
{
	DMA_Config();
}

有几点需要注意的：

1、DMA的读取方向：外设->寄存器

2、数据数量：几个ADC通道就有几个（这里是4）

3、外设地址不增加；寄存器地址增加

为了方便存储放置了一个缓存池

typedef struct
{
	uint16_t adc0_value[8];
	uint16_t adc1_value[8];
	uint16_t adc2_value[8];
	uint16_t adc3_value[8];
	uint16_t adc4_value[8];
	uint16_t adc5_value[8];
	uint16_t adc6_value[8];
	uint16_t adc7_value[8];
	uint16_t adc_Buff_value[4];	//缓存池
	float adc_add_convertvalue[4]; //8位累加过滤
	float adc_convertvalue[4]; //电压值
	float adc_res_convertvalue[4]; //电阻值
	float adc_tem_convertvalue[4];	//温度
}ADC_ValueConfig;

因为ADC的DR寄存器每次只能缓存一组数据，当数据进来后会保存到缓存adc_Buff_value中。4组ADC一次保存进去，随后ADC进入轮寻模式。

主要计算（Main.C）

ADC_ValueConfig ADC_Value;
 
int main()
{
	uint8_t i;
	
	DMA1_Init();
	ADC_InitConfig();
	
	while(1)
	{
		ADC_Value.adc_add_convertvalue[0] = ADC_Value.adc_add_convertvalue[1] = ADC_Value.adc_add_convertvalue[2] =ADC_Value.adc_add_convertvalue[3] = 0;
		
		for( i = 0; i < 8; i++ )
		{
			ADC_Value.adc0_value[i] = lowV_0(ADC_Value.adc_Buff_value[0]);
			ADC_Value.adc1_value[i] = lowV_1(ADC_Value.adc_Buff_value[1]);
			ADC_Value.adc2_value[i] = lowV_2(ADC_Value.adc_Buff_value[2]);
			ADC_Value.adc3_value[i] = lowV_3(ADC_Value.adc_Buff_value[3]);
		}
		
		for( i = 0; i < 8; i++ )
		{
			ADC_Value.adc_add_convertvalue[0] += ADC_Value.adc0_value[i];
			ADC_Value.adc_add_convertvalue[1] += ADC_Value.adc1_value[i];
			ADC_Value.adc_add_convertvalue[2] += ADC_Value.adc2_value[i];
			ADC_Value.adc_add_convertvalue[3] += ADC_Value.adc3_value[i];
		}
		
		ADC_Value.adc_convertvalue[0] = ( float )( ( ADC_Value.adc_add_convertvalue[0] )/4096*3300 )/8;
		ADC_Value.adc_convertvalue[1] = ( float )( ( ADC_Value.adc_add_convertvalue[1] )/4096*3300 )/8;
		ADC_Value.adc_convertvalue[2] = ( float )( ( ADC_Value.adc_add_convertvalue[2] )/4096*3300 )/8;
		ADC_Value.adc_convertvalue[3] = ( float )( ( ADC_Value.adc_add_convertvalue[3] )/4096*3300 )/8;
		
		ADC_Value.adc_res_convertvalue[0] = ( 200000*ADC_Value.adc_convertvalue[0] ) / ( 3300 - ADC_Value.adc_convertvalue[0] );
		ADC_Value.adc_res_convertvalue[1] = ( 200000*ADC_Value.adc_convertvalue[1] ) / ( 3300 - ADC_Value.adc_convertvalue[1] );
		ADC_Value.adc_res_convertvalue[2] = ( 200000*ADC_Value.adc_convertvalue[2] ) / ( 3300 - ADC_Value.adc_convertvalue[2] );
		ADC_Value.adc_res_convertvalue[3] = ( 200000*ADC_Value.adc_convertvalue[3] ) / ( 3300 - ADC_Value.adc_convertvalue[3] );
		
		ADC_Value.adc_tem_convertvalue[0] = 1/( (log(ADC_Value.adc_res_convertvalue[0]/10000))/3950.0 + 1.0/(273.15+25.0) ) - 273.15;
		ADC_Value.adc_tem_convertvalue[1] = 1/( (log(ADC_Value.adc_res_convertvalue[1]/10000))/3950.0 + 1.0/(273.15+25.0) ) - 273.15;
		ADC_Value.adc_tem_convertvalue[2] = 1/( (log(ADC_Value.adc_res_convertvalue[2]/10000))/3950.0 + 1.0/(273.15+25.0) ) - 273.15;
		ADC_Value.adc_tem_convertvalue[3] = 1/( (log(ADC_Value.adc_res_convertvalue[3]/10000))/3950.0 + 1.0/(273.15+25.0) ) - 273.15;
		
		
		DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);
	}
}

adc0_value每次会存储通道0的八个数据

adc_add_convertvalue[ 0]通道0的八个数据求和

adc_convertvalue[0 ]求出数据的平均数

adc_res_convertvalue[0]将平均数转换为电阻值（根据实际电路计算，下面给出这个的电路参考）

adc_tem_convertvalue[0 ] 根据公式换算出温度

低通滤波器

unsigned int lowV_0( unsigned int com )
{
    static unsigned int iLastData;    //上一次值
    unsigned int iData;               //本次计算值
    float dPower = 0.3;               //滤波系数
    iData = ( com * dPower ) + ( 1 - dPower ) * iLastData; //计算
    iLastData = iData;                                     //存贮本次数据
    return iData;                                         //返回数据
}

直接套用就行，理论知识大致如下

算法实现的公式如下：

 y(n) = q*x(n) + (1-q)*y(n-1)                                    

其中Y（n）为输出，x（n）为输入，y（n-1）为上一次输出值，其中q为滤波系数。取值范围为0--1.

也就是说若q=0.5时，这个公式代表的意思就是取本次采样值的50%，加上上一次采样值的50%，做为本次的采样结果。也就是说每次的采样结果都和上一次的采样结果相关。

NTC电路图以及换算公式

 根据电压值反推NTC当前的阻值即可。

NTC 热敏电阻温度计算公式：Rt = R *EXP(B*(1/T1-1/T2))

其中，T1和T2指的是K度，即开尔文温度。

Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值。

R是热敏电阻在T2常温下的标称阻值。100K的热敏电阻25℃的值为100K（即R=100K）。T2=(273.15+25)

EXP是e的n次方

B值是热敏电阻的重要参数

通过转换可以得到温度T1与电阻Rt的关系T1=1/（ln（Rt/R）/B+1/T2）   （所以对应只有一个Rt未知数即可求出T1实时温度）

对应的摄氏温度t=T1-273.15，同时+0.5的误差矫正。

OK，ADC这块基本就算结束了

还有电源方面、485通讯以及内部FLASH要学习一下

加油鱼仔，你是最棒的

NTC原文链接：https://blog.csdn.net/qq_42660303/article/details/84145382
低通滤波器原文链接：https://blog.csdn.net/qq_20222919/article/details/105098071