22.04.2024

Obliczenie FFT na mikrokontrolerze STM32 (3) – Pomiar trzech przebiegów za pomocą niezależnych przetworników analogowo-cyfrowych z wykorzystaniem DMA i trybu Combined regular simultaneous + alternate trigger mode w celu dokładnego pomiaru przesunięcia fazowego na procesorze STM32F103

Przedstawiamy trzeci artykuł Mateusza Pluty i ostatni z serii o FFT. Obliczenia zawarte w dwóch poprzednich wpisach wykonane były za pomocą płytki ewaluacyjnej STM32F401C-DISCO. W docelowym projekcie Mateusz użył procesora STM32F103VET6, który dysponuje trzema niezależnymi przetwornikami analogowo-cyfrowymi. Dobierając ten procesor, upewnił się, że ma on trzy niezależne przetworniki ADC, lecz nie sprawdził, czy każdy z nich dysponuje swoim DMA. W projekcie chciał mierzyć dokładne przesunięcie fazowe między przebiegami prądu i dwoma przebiegami napięcia, dlatego zależało mu na pomiarze przebiegów z wykorzystaniem DMA. Po wykonaniu PCB, konfigurując procesor i dalej podczas zgłębiania dokumentacji dowiedział się, że jeden z przetworników nie posiada DMA. Dalej przeglądając dokumentację, zastanawiał się jak rozwiązać problem. Wyczytał, że jest możliwość pomiaru z wykorzystaniem DMA drugiego przetwornika, kiedy pierwszy przetwornik jest masterem, a drugi slave. W artykule zajmie się implementacją pomiaru z wykorzystaniem DMA w konfiguracji master i slave.

Zachęcamy do przeczytania pierwszej cześci serii: Obliczenie FFT na mikrokontrolerze STM32 (1) – Biblioteka CMSIS, wyciek widma, okna wykorzystywane do FFT, wdrożenie w projekci e

Oraz drugiej: Obliczenie FFT na STM32 (2) – Program realizujący FFT, prezentacja wyników, wyciek widma oraz jego przyczyny

Więcej artykułów na Blog IntHou

Zakres wpisu:

Procesor STM32F103VET6
Konfiguracja STM32F103VET6 w STM32CubeIDE
Program dla STM32F103VET6
Działanie programu

Procesor STM32F103VET6:

Do swojego projektu dobrałem procesor STM32F103VET6, który charakteryzuje się następującymi parametrami:

Dobierając ten procesor, zależało mi na następujących aspektach:

minimum 3 niezależne przetworniki ADC z DMA,
możliwość podłączenia zewnętrznej referencji analogowej (dostępne w obudowie LQFP100),
niski błąd przetwornika ADC (Total Unadjusted Error),
dwa przetworniki DAC.

Po wykonaniu PCB dowiedziałem się, że ADC2 nie posiada DMA. Znalazłem rozwązanie tego problemu, którego opis przedstawiłem poniżej z Reference Manual STM32F103 [1]:

Rys. 1. Opis trybu Combined regular simultaneous + alternate trigger mode [1]

Konfiguracja STM32F103VET6 w STM32CubeIDE:

Przetworniki ADC1 i ADC2 mogą pracować ze sobą, używając tego samego DMA. Przetwornik ADC1 jest masterem, ADC2 slave. Tryb pracy, o którym wspominam, nazywa się Dual regular simultaneous + alternate trigger mode. Konwersja przetworników ADC1, ADC2 i ADC3 wyzwalana jest za pomocą tego samego timera (Timer 8).

Konfiguracja ADC1:

Rys. 2. Ustawienia ADC1 – parametry

Rys. 3. Ustawienia ADC1 – przerwanie

Istotnym aspektem jest zmiana szerokości przesyłanych danych poprzez DMA z Half Word do Word zarówno po stronie przetwornika, jak i pamięci. Wynika to z tego, że jednocześnie przesyłane są dane z ADC1, jak i ADC2.

Rys. 4. Ustawienia ADC1 – DMA

Konfiguracja ADC2:

Rys. 5. Ustawienia ADC2 – parametry

Rys. 6. Ustawienia ADC2 – przerwanie

Konfiguracja ADC3:

Rys. 7. Ustawienia ADC3 – parametry

Rys. 8. Ustawienia ADC3 – przerwanie

Rys. 9. Ustawienia ADC3 – DMA

Program dla STM32F103VET6:

Liczba próbek zbierana przez pierwszy, jak i drugi przetwornik musi być równa, a długość bufora, w którym będą przechowywane próbki, musi być sumą próbek zbieranych przez przetworniki. W moim przypadku zbieram 512 próbek za pomocą ADC1 i 512 próbek za pomocą ADC2, więc bufor powinien mieć długość 1024 próbek.

Dalsza część artykułu na **Blogu IntHou**

Autor: Mateusz Pluta

Absolwent Politechniki Warszawskiej, specjalizujący się w elektronice przemysłowej. Zainteresowany zagadnieniami z zakresu hardware’u, w szczególności szybkimi interfejsami, kompatybilnością elektromagnetyczną oraz przekształtnikami energoelektronicznymi. Na blogu DMBP dzieli się wiedzą techniczną wynikającą z pasji i doświadczenia.