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[AT32F437]三路ADC实现14.4MHZ采样频率

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院士

2025-10-20 19:55:34 打赏

只看楼主 1楼

AT32F437 是雅特力科技推出的高性能 32 位微控制器，采用 ARM®Cortex®-M4 内核，最高主频 288MHz，拥有最高 4032KB 闪存和 512KB SRAM，工作电压 2.6V 至 3.6V，支持 - 40°~105° 工业级温度范围，有多种低功耗模式，外设资源丰富，还具备安全特性。

其 ADC 功能强大，有 3 组高速 ADC 独立引擎，支持最高 5.33Msps 采样速率，分辨率 12/10/8/6 位可选，有多种触发源，具备数据处理、转换中止、电压监测等功能，有多种中断及状态标志，支持 DMA 和 CPU 两种数据获取方式。

对于3 组 ADC 通道，有多种工作模式，其中3组ADC可以同时工作，实现最高5.33Msps*3（16Msps）的高采样速率。下面举例288MHz主频下3路ADC实现12位14.4MHZ采样频率。

1、PLL时钟源配置：在亚特力官网下载AT32F437最新的固件库，一般在32f435_437_clock.c文件中配置时钟相关内容，将主频配置为288Hz。

//8MHz*72/1/2 = 288MHz
crm_pll_config(CRM_PLL_SOURCE_HEXT, 72, 1, CRM_PLL_FR_2);

2、GPIO配置：选择GPIOC_0作为模拟信号输入；其中，3路ADC可以使用一个GPIO口作为输入，也可以各使用一个GPIO口作为输入。

void gpio_config(void)
{
  crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOC_PERIPH_CLOCK, TRUE);
 
  gpio_init_type gpio_initstructure;
  gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);
  gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_ANALOG;
  gpio_initstructure.gpio_pins = GPIO_PINS_0;
  gpio_init(GPIOC, &gpio_initstructure);
}

3、计时器配置：计时器需要配置为4.8M，这样在3路ADC使用普通位移模式（一主双从）使对同一路输入信号采样时，才能实现最高4.8M*3=14.4M的采样频率。

void tmr1_config(void)
{
  crm_clocks_freq_type crm_clocks_freq_struct = {0};
 
  crm_clocks_freq_get(&crm_clocks_freq_struct);
 
  crm_periph_clock_enable(CRM_TMR1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
 
  //288M/10/6=4.8M
  tmr_base_init(TMR1, 6-1, 10-1);
  tmr_cnt_dir_set(TMR1, TMR_COUNT_UP);
  tmr_clock_source_div_set(TMR1, TMR_CLOCK_DIV1);
  tmr_primary_mode_select(TMR1, TMR_PRIMARY_SEL_OVERFLOW);
}

4、dma功能配置：数据传输使用dma从硬件传输至内存

#define ADC_SAMPLE_POINT  (1500)
__IO uint32_t adc_dma_buffer[ADC_SAMPLE_POINT];

void dma_config(void)
{
  crm_periph_clock_enable(CRM_DMA1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
  nvic_irq_enable(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);
 
  dma_reset(DMA1_CHANNEL1);
    dma_init_type dma_init_struct;
  dma_default_para_init(&dma_init_struct);
  dma_init_struct.buffer_size = ADC_SAMPLE_POINT;
  dma_init_struct.direction = DMA_DIR_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
  dma_init_struct.memory_base_addr = (uint32_t)adc_dma_buffer;
  dma_init_struct.memory_data_width = DMA_MEMORY_DATA_WIDTH_WORD;
  dma_init_struct.memory_inc_enable = TRUE;
  dma_init_struct.peripheral_base_addr = (uint32_t)&(ADCCOM->codt);
  dma_init_struct.peripheral_data_width = DMA_PERIPHERAL_DATA_WIDTH_WORD;
  dma_init_struct.peripheral_inc_enable = FALSE;
  dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
  dma_init_struct.loop_mode_enable = FALSE;
  dma_init(DMA1_CHANNEL1, &dma_init_struct);
 
  dmamux_enable(DMA1, TRUE);
  dmamux_init(DMA1MUX_CHANNEL1, DMAMUX_DMAREQ_ID_ADC1);
 
  /* enable dma transfer complete interrupt */
  dma_interrupt_enable(DMA1_CHANNEL1, DMA_FDT_INT, TRUE);
  dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, TRUE);
}

dma中断处理：

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
  if(dma_interrupt_flag_get(DMA1_FDT1_FLAG) != RESET)
  {
    dma_flag_clear(DMA1_FDT1_FLAG);
    dma1_trans_complete_flag = 1;
  }
}

5、ADC配置：3路ADC选择普通位移（一主双从）模式

void adc_config(void)
{
  adc_common_config_type adc_common_struct;
  adc_base_config_type adc_base_struct;
  crm_periph_clock_enable(CRM_ADC1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
  crm_periph_clock_enable(CRM_ADC2_PERIPH_CLOCK, TRUE);
  crm_periph_clock_enable(CRM_ADC3_PERIPH_CLOCK, TRUE);
  nvic_irq_enable(ADC1_2_3_IRQn, 0, 0);
 
  adc_common_default_para_init(&adc_common_struct);
 
  /* config combine mode */
  adc_common_struct.combine_mode = ADC_ORDINARY_SHIFT_ONLY_TWOSLAVE_MODE;
 
  /* config division,adcclk is division by hclk */
  adc_common_struct.div = ADC_HCLK_DIV_2;
 
  /* config common dma mode,it's useful for ordinary group in combine mode */
  adc_common_struct.common_dma_mode = ADC_COMMON_DMAMODE_2;
 
  /* config common dma request repeat */
  adc_common_struct.common_dma_request_repeat_state = TRUE;
 
  /* config adjacent adc sampling interval,it's useful for ordinary shifting mode */
  adc_common_struct.sampling_interval = ADC_SAMPLING_INTERVAL_5CYCLES; //位移5周期
 
  /* config inner temperature sensor and vintrv */
  adc_common_struct.tempervintrv_state = FALSE;
 
  /* config voltage battery */
  adc_common_struct.vbat_state = FALSE;
  adc_common_config(&adc_common_struct);
 
  adc_base_default_para_init(&adc_base_struct);
 
  adc_base_struct.sequence_mode = FALSE;
  adc_base_struct.repeat_mode = FALSE;
  adc_base_struct.data_align = ADC_RIGHT_ALIGNMENT;
  adc_base_struct.ordinary_channel_length = 1;
  adc_base_config(ADC1, &adc_base_struct);
 
  adc_resolution_set(ADC1, ADC_RESOLUTION_12B);
 
  /* config ordinary channel */
  adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_4, 1, ADC_SAMPLETIME_2_5); //采样2.5周期
 
  /* config ordinary trigger source and trigger edge */
  //adc_ordinary_conversion_trigger_set(ADC1, ADC_ORDINARY_TRIG_TMR1TRGOUT, ADC_ORDINARY_TRIG_EDGE_RISING);
  adc_ordinary_conversion_trigger_set(ADC1, ADC_ORDINARY_TRIG_TMR1TRGOUT, ADC_ORDINARY_TRIG_EDGE_RISING);
 
  /* config dma mode,it's not useful when common dma mode is use */
  adc_dma_mode_enable(ADC1, FALSE);
 
  /* config dma request repeat,it's not useful when common dma mode is use */
  adc_dma_request_repeat_enable(ADC1, FALSE);
 
  /* enable adc overflow interrupt */
  adc_interrupt_enable(ADC1, ADC_OCCO_INT, TRUE);
 
  adc_base_config(ADC2, &adc_base_struct);
  adc_resolution_set(ADC2, ADC_RESOLUTION_12B); //12位分辨率
  adc_ordinary_channel_set(ADC2, ADC_CHANNEL_7, 1, ADC_SAMPLETIME_2_5);
  // adc_ordinary_conversion_trigger_set(ADC2, ADC_ORDINARY_TRIG_TMR1TRGOUT, ADC_ORDINARY_TRIG_EDGE_NONE);
  adc_dma_mode_enable(ADC2, FALSE);
  adc_dma_request_repeat_enable(ADC2, FALSE);
  adc_interrupt_enable(ADC2, ADC_OCCO_INT, TRUE);
 
  adc_base_config(ADC3, &adc_base_struct);
  adc_resolution_set(ADC3, ADC_RESOLUTION_12B);
  adc_ordinary_channel_set(ADC3, ADC_CHANNEL_10, 1, ADC_SAMPLETIME_2_5);
  //adc_ordinary_conversion_trigger_set(ADC3, ADC_ORDINARY_TRIG_TMR1TRGOUT, ADC_ORDINARY_TRIG_EDGE_NONE);
  adc_dma_mode_enable(ADC3, FALSE);
  adc_dma_request_repeat_enable(ADC3, FALSE);
  adc_interrupt_enable(ADC3, ADC_OCCO_INT, TRUE);
 
  /* adc enable */
  adc_enable(ADC1, TRUE);
  adc_enable(ADC2, TRUE);
  adc_enable(ADC3, TRUE);
  while(adc_flag_get(ADC1, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
  while(adc_flag_get(ADC2, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
  while(adc_flag_get(ADC3, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
 
  /* adc calibration */
  adc_calibration_init(ADC1);
  while(adc_calibration_init_status_get(ADC1));
  adc_calibration_start(ADC1);
  while(adc_calibration_status_get(ADC1));
  adc_calibration_init(ADC2);
  while(adc_calibration_init_status_get(ADC2));
  adc_calibration_start(ADC2);
  while(adc_calibration_status_get(ADC2));
  adc_calibration_init(ADC3);
  while(adc_calibration_init_status_get(ADC3));
  adc_calibration_start(ADC3);
  while(adc_calibration_status_get(ADC3));
 
  /*set resolution to 8bit.this because calibration must perform at 12 bit resolution */
  adc_resolution_set(ADC1,ADC_RESOLUTION_12B);
  adc_resolution_set(ADC2,ADC_RESOLUTION_12B);
  adc_resolution_set(ADC3,ADC_RESOLUTION_12B);
  while(adc_flag_get(ADC1, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
  while(adc_flag_get(ADC2, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
  while(adc_flag_get(ADC3, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
}

ADC中断处理：

void ADC1_2_3_IRQHandler(void)
{
  if(adc_interrupt_flag_get(ADC1, ADC_OCCO_FLAG) != RESET)
  {
    adc_flag_clear(ADC1, ADC_OCCO_FLAG);
    adc1_overflow_flag++;
  }
  if(adc_interrupt_flag_get(ADC2, ADC_OCCO_FLAG) != RESET)
  {
    adc_flag_clear(ADC2, ADC_OCCO_FLAG);
    adc2_overflow_flag++;
  }
  if(adc_interrupt_flag_get(ADC3, ADC_OCCO_FLAG) != RESET)
  {
    adc_flag_clear(ADC3, ADC_OCCO_FLAG);
    adc3_overflow_flag++;
  }
}

6、具体使用：将上述配置初始化在main函数中调用初始化，然后根据中断标志使用printf输出相关关结果或进行其他处理

int main(void)
{
  __IO uint32_t index = 0;
  nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
 
  /* config the system clock */
  system_clock_config();
 
  /* init at start board */
  delay_init();
  uart_print_init(115200);
    
  gpio_config();
  tmr1_config();
  dma_config();
  adc_config();
 
  tmr_counter_enable(TMR1, TRUE);
  while(dma1_trans_complete_flag == 0);
  tmr_counter_enable(TMR1, FALSE);
    
  if((adc1_overflow_flag != 0) || (adc2_overflow_flag != 0) || (adc3_overflow_flag != 0))
  {
    /* printf flag when error occur */
    printf("error occur\r\n");
    printf("adc1_overflow_flag = %d\r\n",adc1_overflow_flag);
    printf("adc2_overflow_flag = %d\r\n",adc2_overflow_flag);
    printf("adc3_overflow_flag = %d\r\n",adc3_overflow_flag);
  }
  else
  {
    for(index = 0; index < 1500; index++)
    {
      printf("0x%x\r\n",index, adc_dma_buffer[index]);
    }
  }
 
  while(1)
  {
  }
}

7、重复采样：

    if (dma1_trans_complete_flag != 0)
    {
        dma1_trans_complete_flag = 0;
        adc1_overflow_flag = 0;
        adc2_overflow_flag = 0;
        adc3_overflow_flag = 0;
        
        dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, FALSE);
        dma_data_number_set(DMA1_CHANNEL1, ADC_SAMPLE_POINT);
        dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, TRUE);
    }
 
  tmr_counter_enable(TMR1, TRUE);
  while(dma1_trans_complete_flag == 0);
  tmr_counter_enable(TMR1, FALSE);

关键词： AT32F437 14.4MHZ 三路

suncat0504

专家

2025-11-04 19:51:26 打赏

2楼

好的数学算法，会在一定程度上避开硬件的限制。好像几十GHz的示波器就是分开ADC采集处理的。

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