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第77章 STM32H7的FMC总线应用之DMA双缓冲驱动AD7606（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
本章节为大家讲解FMC DMA双缓冲方式驱动数模转换器AD7606，实战性较强。
77.1 初学者重要提示
77.2 ADC结构分类
77.3 AD7606硬件设计
77.4 AD7606关键知识点整理（重要）
77.5 AD7606的FMC DMA实现思路
77.6 AD7606的FMC接口硬件设计
77.7 AD7606的FMC接口驱动设计
77.8 AD7606板级支持包（bsp_fmc_ad7606）
77.9 J-Scope实时展示AD7606采集数据说明
77.10 AD7606驱动移植和使用
77.11 实验例程设计框架
77.12 实验例程说明（MDK）
77.13 总结
77.1 初学者重要提示
- 学习本章节前，务必优先学习第76章，本章是建立在76章的基础上。
- 本章77.6小节的知识点对于本章的理解尤其重要。
- AD7606 的配置很简单，它没有内部寄存器，量程范围和过采样参数是通过外部IO控制的，采样速率由MCU或DSP提供的脉冲频率控制。
- AD7606必须使用单5V供电。而AD7606和MCU之间的通信接口电平由VIO（VDRIVE）引脚控制。也就是说VIO必须接单片机的电源，可以是3.3V也可以是5V（范围2.3V – 5V）。
- 正确的理解过采样，比如我们设置是1Ksps采样率，64倍过采样。意思是指每次采样，AD7606会采样64次数据并求平均，相当于AD7606以64Ksps进行采样的，只是将每64个采样点的值做了平均，用户得到的值就是平均后的数值。因此，如果使用AD7606最高的200Ksps采样率，就不可以使用过采样了。
- STM32H7驱动AD7606配合J-Scope实时输出，效果绝了，堪比示波器：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97393 。使用方法详解本章节77.9小节。
- 本章配套例子的串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
- AD7606数据手册，模块原理图（通用版）和接线图都已经放到本章教程配置例子的Doc文件里。
- ADC 的专业术语诠释文档，推荐大家看看：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
- 测试本章配套例子前重要提示：
- 测试时，务必使用外置电源为开发板供电，因为AD7606需要5V供电电压。板子上插入AD7606模块时，注意对齐。
- 板子上电后，默认是100Ksps，2倍过采样。
- 如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
- 默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
77.2 ADC结构分类
77.3 AD7606硬件设计
77.4 AD7606关键知识点整理（重要）
77.5 AD7606的FMC接口硬件设计
77.2，77.3，77.4和77.5小节的知识在第76章节有详细说明，本章不再赘述。
77.6 AD7606的FMC DMA实现思路
FMC的并行接线方式如下：
这里实现FMC DMA方式的关键就是BUSY引脚去触发DMA控制，如果是单纯的DMA正常模式，实现比较简单，接收到INT引脚的就绪状态，使用FMC DMA将8路数据全部读取出来即可。
难点在于驱动AD7606不像SRAM，SDRAM，仅需一个FMC接口就行，它还需要一个独立的时钟引脚，每次时钟触发要连续读取8次数据。针对这个问题，就可以使用DMAMUX的事件触发方式来实现，可以选择的主要是：
HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_EXTI0
HAL_DMAMUX2_REQ_GEN_EXTI0
HAL_DMAMUX2_REQ_GEN_EXTI2
按照这个思路，尝试了下面三种方案，但实现都太复杂了。
- 方案1：
定时器配合DMAMUX两级级联，苦于找不到合理级联触发源。
- 方案2：
定时器触发DMAMUX，然后DMA触发MDMA，这个是可以实现的，就是MDMA玩起来有点复杂。
- 方案3：
两路DMAMUX控制，不限制必须用定时器的PWM引脚，然后配置定时器做同步触发源，也是可以实现的，占用太多硬件资源。
最终这三种方案全部否决了，实现的略麻烦。最终有个第4套方案，实现这套方案有如下几点：
77.6.1 定时器PWM输出控制AD7606转换
通过定时器PWM输出控制AD7606转换比较容易实现，我们上一个章节就是这种方式控制的。
77.6.2 定时器UP更新事件触发DMA实现突发传输
有了定时器PWM控制AD7606转换。还需要保证每个PWM脉冲读取一次数据，而且是连续读取8路。这就需要用到下面两个知识点，非常关键：
- 同时开启同一个定时器的PWM输出和UP更新事件。
这样可以保证每个PWM后都配有一个UP更新，通过UP更新来触发DMA传输。
- DMA突发功能实现每次触发连续读取8路数据。
STM32H7支持的突发方式如下，下面这个表格尤其重要，配置突发务必要按照这个表格来配置：
我们要实现的是连续读取8路16bit数据，上面表格中红色方框部分刚好支持。
77.6.3 不使用BUSY引脚如何保证读取正确的数据
解决这个问题的关键就是AD7606支持转换期间读取：
这个功能正好用在本设计中，这里有四个关键时序参数：
- t2
表示最短的CONVST低电平脉冲，最小值25ns，这个时间我们用PWM脉冲低电平控制。
- t3
表示最短的CONVST高电平脉冲，最小值25ns，这个时间我们用PWM脉冲高电平控制。
- t6
表示CS上升沿和BUSY下降沿之间的最长时间，最大值25ns。这个参数的主要作用是限制用户一定要在BUSY转换有效之前立即读取。
- conv
表示AD7606转换时间，对于AD7606-8来说，最小值范围是3.45us到4.15us。
有了这三个参数，配置PWM的占空比就比较考究了，我们仅需配置好PMW低电平宽度，将其设置为接近于25ns的低电平脉宽时间，其余时间全是高电平即可。这样我们就保证了每次脉冲立即读取上一次的转换数据。
77.6.4 FMC DMA双缓冲实现
DMA双缓冲的实现比较简单，我们借助DMA半传输完成中断和DMA传输完成中断即可。其中半传输完成中断就是DMA数据传输完成一半的中断。
77.7 AD7606的FMC接口驱动设计
AD7606的程序驱动框架设计如下：
有了这个框图，程序设计就比较好理解了。
77.7.1 第1步，AD7606所涉及到的GPIO配置
这里需要把用到的GPIO时钟、FMC时钟、GPIO引脚和复用配置好即可：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AD7606_CtrlLinesConfig * 功能说明: 配置GPIO口线，FMC管脚设置为复用功能 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ /* 安富莱STM32-H7开发板接线方法：4片74HC574挂在FMC 32位总线上。1个地址端口可以扩展出32个IO PD0/FMC_D2 PD1/FMC_D3 PD4/FMC_NOE ---- 读控制信号，OE = Output Enable ， N 表示低有效 PD5/FMC_NWE -XX- 写控制信号，AD7606 只有读，无写信号 PD8/FMC_D13 PD9/FMC_D14 PD10/FMC_D15 PD14/FMC_D0 PD15/FMC_D1 PE7/FMC_D4 PE8/FMC_D5 PE9/FMC_D6 PE10/FMC_D7 PE11/FMC_D8 PE12/FMC_D9 PE13/FMC_D10 PE14/FMC_D11 PE15/FMC_D12 PG0/FMC_A10 --- 和主片选FMC_NE2一起译码 PG1/FMC_A11 --- 和主片选FMC_NE2一起译码 PD7/FMC_NE1 --- 主片选（OLED, 74HC574, DM9000, AD7606） +-------------------+------------------+ + 32-bits Mode: D31-D16 + +-------------------+------------------+ | PH8 <-> FMC_D16 | PI0 <-> FMC_D24 | | PH9 <-> FMC_D17 | PI1 <-> FMC_D25 | | PH10 <-> FMC_D18 | PI2 <-> FMC_D26 | | PH11 <-> FMC_D19 | PI3 <-> FMC_D27 | | PH12 <-> FMC_D20 | PI6 <-> FMC_D28 | | PH13 <-> FMC_D21 | PI7 <-> FMC_D29 | | PH14 <-> FMC_D22 | PI9 <-> FMC_D30 | | PH15 <-> FMC_D23 | PI10 <-> FMC_D31 | +------------------+-------------------+ */ /* 控制AD7606参数的其他IO分配在扩展的74HC574上 X13 - AD7606_OS0 X14 - AD7606_OS1 X15 - AD7606_OS2 X24 - AD7606_RESET X25 - AD7606_RAGE PE5 - AD7606_BUSY */ static void AD7606_CtrlLinesConfig(void) { /* bsp_fm_io 已配置fmc，bsp_InitExtIO(); 此处可以不必重复配置 */ GPIO_InitTypeDef gpio_init_structure; /* 使能 GPIO时钟 */ __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE(); /* 使能FMC时钟 */ __HAL_RCC_FMC_CLK_ENABLE(); /* 设置 GPIOD 相关的IO为复用推挽输出 */ gpio_init_structure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; gpio_init_structure.Pull = GPIO_PULLUP; gpio_init_structure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; gpio_init_structure.Alternate = GPIO_AF12_FMC; /* 配置GPIOD */ gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15; HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_structure); /* 配置GPIOE */ gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15; HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_structure); /* 配置GPIOG */ gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1; HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_structure); /* 配置GPIOH */ gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15; HAL_GPIO_Init(GPIOH, &gpio_init_structure); /* 配置GPIOI */ gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10; HAL_GPIO_Init(GPIOI, &gpio_init_structure); /* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */ { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 配置PC6 */ GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 设置推挽输出 */ GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL; /* 上下拉电阻不使能 */ GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM; /* GPIO速度等级 */ GPIO_InitStructure.Pin = CONVST_PIN; HAL_GPIO_Init(CONVST_GPIO, &GPIO_InitStructure); } }
这里重点注意AD7606_CONVST，上电后的默认配置是普通IO。另外还有过采样的3个引脚，量程配置的1个引脚和复位控制的1个引脚，均通过V7板子的扩展IO实现：
/* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */ #define OS0_1() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1) #define OS0_0() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0) #define OS1_1() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1) #define OS1_0() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0) #define OS2_1() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1) #define OS2_0() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0) /* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */ #define RANGE_1() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1) #define RANGE_0() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0) /* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */ #define RESET_1() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1) #define RESET_0() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)
77.7.2 第2步，FMC的时钟源选择
使用FMC可以选择如下几种时钟源HCLK3，PLL1Q，PLL2R和PER_CK：
我们这里直接使用HCLK3，配置STM32H7的主频为400MHz的时候，HCLK3输出的200MHz，这个速度是FMC支持的最高时钟，正好用于这里：
77.7.3 第3步，FMC的时序配置（重要）
由于操作AD7606仅需要读操作，而且使用的是FMC总线的Mode_A，那么仅需按照如下时序图配置好即可：
根据这个时序图，重点配置好ADDSET地址建立时间和DATAST数据建立时间即可。
- DATAST（DataSetupTime，数据建立时间）
DATAST实际上对应的就是76.4.4小节里面的t10 。RD读信号的低电平脉冲宽度，通信电压不同，时间不同，对于STM32来说，FMC通信电平一般是3.3V，即最小值21ns。
- ADDST（AddressSetupTime，地址建立时间）
DATAST实际上对应的就是76.4.4小节里面的t11 或者t12。
-
- 如果采用CS（NEx）片选和RD（NOE）读信号独立方式，对应的时间最小15ns，即t11 。
- 如果采用CS（NEx）片选和RD（NOE）读信号并联方式，对应的时间最小22ns，即t12 。
我们这里将t12作为最小值更合理，因为CS（NEx）片选信号，每读取完毕一路，拉高一次。
有了这些认识后，再来看FMC的时序配置就比较好理解了：
1. /* 2. ****************************************************************************************************** 3. * 函 数 名: AD7606_FSMCConfig 4. * 功能说明: 配置FSMC并口访问时序 5. * 形 参: 无 6. * 返 回 值: 无 7. ****************************************************************************************************** 8. */ 9. static void AD7606_FSMCConfig(void) 10. { 11. /* 12. DM9000，扩展IO，OLED和AD7606公用一个FMC配置，如果都开启，请以FMC速度最慢的为准。 13. 从而保证所有外设都可以正常工作。 14. */ 15. SRAM_HandleTypeDef hsram = {0}; 16. FMC_NORSRAM_TimingTypeDef SRAM_Timing = {0}; 17. 18. /* 19. AD7606规格书要求(3.3V时，通信电平Vdriver)：RD读信号低电平脉冲宽度最短21ns，对应DataSetupTime 20. CS片选和RD读信号独立方式的高电平脉冲最短宽度15ns。 21. CS片选和RD读信号并联方式的高电平脉冲最短宽度22ns。 22. 这里将22ns作为最小值更合理些，对应FMC的AddressSetupTime。 23. 24. 5-x-5-x-x-x : RD高持续25ns， 低电平持续25ns. 读取8路样本数据到内存差不多就是400ns。 25. */ 26. hsram.Instance = FMC_NORSRAM_DEVICE; 27. hsram.Extended = FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE; 28. 29. /* FMC使用的HCLK3，主频200MHz，1个FMC时钟周期就是5ns */ 30. SRAM_Timing.AddressSetupTime = 5; /* 5*5ns=25ns，地址建立时间，范围0 -15个FMC时钟周期个数 */ 31. SRAM_Timing.AddressHoldTime = 2; /* 地址保持时间，配置为模式A时，用不到此参数 范围1 -15个 32. 时钟周期个数 */ 33. SRAM_Timing.DataSetupTime = 5; /* 5*5ns=25ns，数据建立时间，范围1 -255个时钟周期个数 */ 34. SRAM_Timing.BusTurnAroundDuration = 1; /* 此配置用不到这个参数 */ 35. SRAM_Timing.CLKDivision = 2; /* 此配置用不到这个参数 */ 36. SRAM_Timing.DataLatency = 2; /* 此配置用不到这个参数 */ 37. SRAM_Timing.AccessMode = FMC_ACCESS_MODE_A; /* 配置为模式A */ 38. hsram.Init.NSBank = FMC_NORSRAM_BANK1; /* 使用的BANK1，即使用的片选 39. FMC_NE1 */ 40. hsram.Init.DataAddressMux = FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE; /* 禁止地址数据复用 */ 41. hsram.Init.MemoryType = FMC_MEMORY_TYPE_SRAM; /* 存储器类型SRAM */ 42. hsram.Init.MemoryDataWidth = FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_32; /* 32位总线宽度 */ 43. hsram.Init.BurstAccessMode = FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE; /* 关闭突发模式 */ 44. hsram.Init.WaitSignalPolarity = FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW; /* 用于设置等待信号的极性，关闭突 45. 发模式，此参数无效 */ 46. hsram.Init.WaitSignalActive = FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS; /* 关闭突发模式，此参数无效 */ 47. hsram.Init.WriteOperation = FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE; /* 用于使能或者禁止写保护 */ 48. hsram.Init.WaitSignal = FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE; /* 关闭突发模式，此参数无效 */ 49. hsram.Init.ExtendedMode = FMC_EXTENDED_MODE_DISABLE; /* 禁止扩展模式 */ 50. hsram.Init.AsynchronousWait = FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE; /* 用于异步传输期间，使能或者禁止 51. 等待信号，这里选择关闭 */ 52. hsram.Init.WriteBurst = FMC_WRITE_BURST_DISABLE; /* 禁止写突发 */ 53. hsram.Init.ContinuousClock = FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ONLY; /* 仅同步模式才做时钟输出 */ 54. hsram.Init.WriteFifo = FMC_WRITE_FIFO_ENABLE; /* 使能写FIFO */ 55. 56. /* 初始化SRAM控制器 */ 57. if (HAL_SRAM_Init(&hsram, &SRAM_Timing, &SRAM_Timing) != HAL_OK) 58. { 59. /* 初始化错误 */ 60. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 61. } 62. }
这里把几个关键的地方阐释下：
- 第15- 16行，对作为局部变量的HAL库结构体做初始化，防止不确定值配置时出问题。
- 第30行，地址建立时间，对于AD7606来说，这个地方最小值22ns。保险起见，这里取值5个FMC时钟周期，即25ns。
- 第31行，地址保持时间，对于FMC模式A来说，此参数用不到。
- 第33行，数据建立时间，对于AD7606来说，这个地方最小值是21ns，保险起见，这里取值5个FMC时钟周期，即25ns。
- 第34 – 36行，当前配置用不到这三个参数。
- 第38行，使用的BANK1，即使用的片选FMC_NE1。
77.7.4 第4步，FMC的MPU配置
实际测试发现，使能FMC_NE1所管理的存储区的Cache功能后，会出现扩展IO的NE片选和NWE信号输出2次的问题。经过各种Cache方式配置、FMC带宽配置、操作FMC时的数据位宽设置，发现禁止了Cache功能就正常了，也就是说，设置FMC_NE1所管理的存储区MPU属性为Device或者Strongly Ordered即可。
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
MPU配置中直接从FMC_NE1的首地址开始配置，设置了64KB空间的属性。将FMC_NE1通过译码器所管理的所有设备地址全部设置为此配置：
77.7.5 第5步，AD7606的FMC DMA实现（核心）
这部分代码是本章77.6小节的完美体现：
1. static void AD7606_SetTIMOutPWM(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t _ulFreq) 2. { 3. TIM_OC_InitTypeDef sConfig = {0}; 4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; 5. uint16_t usPeriod; 6. uint16_t usPrescaler; 7. uint32_t uiTIMxCLK; 8. uint32_t pulse; 9. 10. 11. /* 配置时钟 */ 12. CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE(); 13. CONVST_TIM8_CLK_ENABLE(); 14. TIMx_UP_DMA_STREAM_CLK_ENABLE(); 15. 16. /* 配置引脚 */ 17. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; 18. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; 19. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; 20. GPIO_InitStruct.Alternate = CONVST_AF; 21. GPIO_InitStruct.Pin = CONVST_PIN; 22. HAL_GPIO_Init(CONVST_GPIO, &GPIO_InitStruct); 23. 24. /*----------------------------------------------------------------------- 25. bsp.c 文件中 void SystemClock_Config(void) 函数对时钟的配置如下: 26. 27. System Clock source = PLL (HSE) 28. SYSCLK(Hz) = 400000000 (CPU Clock) 29. HCLK(Hz) = 200000000 (AXI and AHBs Clock) 30. AHB Prescaler = 2 31. D1 APB3 Prescaler = 2 (APB3 Clock 100MHz) 32. D2 APB1 Prescaler = 2 (APB1 Clock 100MHz) 33. D2 APB2 Prescaler = 2 (APB2 Clock 100MHz) 34. D3 APB4 Prescaler = 2 (APB4 Clock 100MHz) 35. 36. 因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = APB1 x 2 = 200MHz; 37. 因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = APB2 x 2 = 200MHz; 38. APB4上面的TIMxCLK没有分频，所以就是100MHz; 39. 40. APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14，LPTIM1 41. APB2 定时器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16，TIM17 42. 43. APB4 定时器有 LPTIM2，LPTIM3，LPTIM4，LPTIM5 44. 45. ----------------------------------------------------------------------- */ 46. if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8) || (TIMx == TIM15) || (TIMx == TIM16) || (TIMx == TIM17)) 47. { 48. /* APB2 定时器时钟 = 200M */ 49. uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2; 50. } 51. else 52. { 53. /* APB1 定时器 = 200M */ 54. uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2; 55. } 56. 57. if (_ulFreq < 100) 58. { 59. usPrescaler = 10000 - 1; /* 分频比 = 10000 */ 60. usPeriod = (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值， usPeriod最小值200, 单位50us*/ 61. pulse = usPeriod; /* 设置低电平时间50us，注意usPeriod已经进行了减1操作 */ 62. } 63. else if (_ulFreq < 3000) 64. { 65. usPrescaler = 100 - 1; /* 分频比 = 100 */ 66. usPeriod = (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq -1;/* 自动重装的值， usPeriod最小值666，单位500ns */ 67. pulse = usPeriod-1; /* 设置低电平时间1us，注意usPeriod已经进行了减1操作 */ 68. } 69. else /* 大于4K的频率，无需分频 */ 70. { 71. usPrescaler = 0; /* 分频比 = 1 */ 72. usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值， usPeriod最小值1000，单位5ns */ 73. pulse = usPeriod - 199; /* 设置低电平时间1us，注意usPeriod已经进行了减1操作 */ 74. } 75. 76. /* PWM频率 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）*/ 77. TimHandle.Instance = TIMx; 78. TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler; /* 用于设置定时器分频 */ 79. TimHandle.Init.Period = usPeriod; /* 用于设置定时器周期 */ 80. TimHandle.Init.ClockDivision = 0; /* 用于指示定时器时钟 (CK_INT) 频率与死区 81. 发生器以及数字滤波器（ETR、 TIx）所使用 82. 的死区及采样时钟 (tDTS) 之间的分频比*/ 83. TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 用于设置计数模式，向上计数模式 */ 84. TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0; /* 用于设置重复计数器，仅 TIM1 和 TIM8 有，其它定时器没有 */ 85. TimHandle.Init.AutoReloadPreload = 0; /* 用于设置定时器的 ARR 自动重装寄存器是更新事件产生时写入有 86. 效 */ 87. 88. if (HAL_TIM_PWM_DeInit(&TimHandle) != HAL_OK) 89. { 90. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 91. } 92. 93. if (HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK) 94. { 95. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 96. } 97. 98. /* 配置定时器PWM输出通道 */ 99. sConfig.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; /* 配置输出比较模式 */ 100. sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; /* 设置输出高电平有效 */ 101. sConfig.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; /* 关闭快速输出模式 */ 102. sConfig.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH; /* 配置互补输出高电平有效 */ 103. sConfig.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_SET; /* 空闲状态时，设置输出比较引脚为高电平 */ 104. sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; /* 空闲状态时，设置互补输出比较引脚为低电平 */ 105. 106. /* 占空比 */ 107. sConfig.Pulse = pulse; 108. if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TimHandle, &sConfig, CONVST_TIMCH) != HAL_OK) 109. { 110. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 111. } 112. 113. /* 使能定时器中断 */ 114. __HAL_TIM_ENABLE_DMA(&TimHandle, TIM_DMA_UPDATE); 115. 116. /* 启动PWM输出 */ 117. if (HAL_TIM_PWM_Start(&TimHandle, CONVST_TIMCH) != HAL_OK) 118. { 119. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 120. } 121. 122. /* 定时器UP更新触发DMA传输 */ 123. TIMDMA.Instance = TIMx_UP_DMA_STREAM; /* 例化使用的DMA数据流 */ 124. TIMDMA.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_ENABLE; /* 使能FIFO*/ 125. TIMDMA.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; /* 用于设置阀值 */ 126. TIMDMA.Init.MemBurst = DMA_MBURST_INC8; /* 用于存储器突发 */ 127. TIMDMA.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_INC8; /* 用于外设突发 */ 128. TIMDMA.Init.Request = TIMx_UP_DMA_REQUEST; /* 请求类型 */ 129. TIMDMA.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; /* 传输方向是从外设到存储器 */ 130. TIMDMA.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; /* 外设地址自增禁止 */ 131. TIMDMA.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; /* 存储器地址自增使能 */ 132. TIMDMA.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; /* 外设数据传输位宽选择半字，即16bit */ 133. TIMDMA.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD; /* 存储器数据传输位宽选择半字，即16bit */ 134. TIMDMA.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; /* 循环模式 */ 135. TIMDMA.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW; /* 优先级低 */ 136. 137. /* 复位DMA */ 138. if(HAL_DMA_DeInit(&TIMDMA) != HAL_OK) 139. { 140. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 141. } 142. 143. /* 初始化DMA */ 144. if(HAL_DMA_Init(&TIMDMA) != HAL_OK) 145. { 146. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 147. } 148. 149. /* 关联DMA句柄到TIM */ 150. //__HAL_LINKDMA(&TimHandle, hdma[TIM_DMA_ID_UPDATE], TIMDMA); 151. 152. /* 配置DMA中断 */ 153. HAL_NVIC_SetPriority(TIMx_UP_DMA_IRQn, 1, 0); 154. HAL_NVIC_EnableIRQ(TIMx_UP_DMA_IRQn); 155. 156. /* 注册半传输完成中断和传输完成中断 */ 157. HAL_DMA_RegisterCallback(&TIMDMA, HAL_DMA_XFER_CPLT_CB_ID, AD7606_DmaCplCb); 158. HAL_DMA_RegisterCallback(&TIMDMA, HAL_DMA_XFER_HALFCPLT_CB_ID, AD7606_DmaHalfCplCb); 159. 160. /* 启动DMA传输 */ 161. HAL_DMA_Start_IT(&TIMDMA, (uint32_t)AD7606_BASE, (uint32_t)g_sAd7606Buf, AD7606_BUFSIZE); 162. }
- 第46 – 74行，配置PWM频率和占空比，特别是占比设计比较考究。
- 第123-135行，配置DMA，特别注意突发和FIFO设置，完全按照78.6.2小节配置。
- 第157-158行，注册半传输完成中断和传输完成中断的回调函数。
77.7.6 第6步，FMC DMA双缓冲
通过注册半传输完成中断和传输完成中断回调函数实现双缓冲：
/* DMA传输完成回调函数，弱定义 */ __weak void AD7606_DmaCplCb(DMA_HandleTypeDef *hdma) { } /* DMA半传输完成回调函数，弱定义 */ __weak void AD7606_DmaHalfCplCb(DMA_HandleTypeDef *hdma) { }
比如用户设置的DMA缓冲是int16_t buf[16]，那么进入半传输完成回调，用户就可以处理buf[0]到buf[7]里面的数据，进入传输完成中断里面，处理buf[8]到buf[15]里面的数据。
77.7.7 第7步，AD7606过采样设置
AD7606的过采样实现比较简单，通过IO引脚就可以控制，支持2倍，4倍，8倍，16倍，32倍和64倍过采样设置。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AD7606_SetOS * 功能说明: 配置AD7606数字滤波器，也就设置过采样倍率。 * 通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。 * 启动AD转换之后，AD7606内部自动实现剩余样本的采集，然后求平均值输出。 * * 过采样倍率越高，转换时间越长。 * 0、无过采样时，AD转换时间 = 3.45us - 4.15us * 1、2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us * 2、4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us * 3、8倍过采样时 = 33us - 39us * 4、16倍过采样时 = 66us - 78us * 5、32倍过采样时 = 133us - 158us * 6、64倍过采样时 = 257us - 315us * * 形 参: _ucOS : 过采样倍率, 0 - 6 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS) { g_tAD7606.ucOS = _ucOS; switch (_ucOS) { case AD_OS_X2: OS2_0(); OS1_0(); OS0_1(); break; case AD_OS_X4: OS2_0(); OS1_1(); OS0_0(); break; case AD_OS_X8: OS2_0(); OS1_1(); OS0_1(); break; case AD_OS_X16: OS2_1(); OS1_0(); OS0_0(); break; case AD_OS_X32: OS2_1(); OS1_0(); OS0_1(); break; case AD_OS_X64: OS2_1(); OS1_1(); OS0_0(); break; case AD_OS_NO: default: g_tAD7606.ucOS = AD_OS_NO; OS2_0(); OS1_0(); OS0_0(); break; } }
77.7.8 第8步，AD7606量程设置
AD7606支持两种量程，±5V和±10V，实现代码如下：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AD7606_SetInputRange * 功能说明: 配置AD7606模拟信号输入量程。 * 形 参: _ucRange : 0 表示正负5V 1表示正负10V * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange) { if (_ucRange == 0) { g_tAD7606.ucRange = 0; RANGE_0(); /* 设置为正负5V */ } else { g_tAD7606.ucRange = 1; RANGE_1(); /* 设置为正负10V */ } }
77.7.9 第9步，DMA突发传输的1KB边界处理
针对突发传输，参考手册DMA章节有如下说明：
注意正确理解这段话的含义，意思是说突发传输期间，不可以跨越1KB对齐的地址，比如0x2000 0400、0x2000 0800、0x2000 0C00等地址。我们程序里面是设置的每次突发传输16个字节数据，这16个连续数据不能有跨越这些地址的情况。这对这个问题，有个比较巧妙的解决办法，直接设置DMA缓冲区16字节对齐即可，这样每次突发都不会有跨越这些地址的情况：
/* 8路同步采集，每次采集16字节数据，防止DMA突发方式1KB边界问题，即每次采集不要有跨边界的情况 */ #define AD7606_BUFSIZE 16 __align(16) int16_t g_sAd7606Buf[AD7606_BUFSIZE]; /* DMA双缓冲使用 */
77.8 AD7606板级支持包（bsp_fmcdma_ad7606.c）
AD7606驱动文件bsp_fmcdma_ad7606.c主要实现了如下几个API供用户调用：
- bsp_InitAD7606
- AD7606_SetOS
- AD7606_SetInputRange
- AD7606_Reset
- AD7606_StartConvst
- AD7606_ReadNowAdc
- AD7606_EnterAutoMode
- AD7606_StartRecord
- AD7606_StopRecord
- AD7606_FifoNewData
- AD7606_ReadFifo
- AD7606_FifoFull
77.8.1 函数bsp_InitAD7606
函数原型：
void bsp_InitAD7606(void)
函数描述：
主要用于AD7606的初始化。
77.8.2 函数AD7606_SetOS
函数原型：
void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS)
函数描述：
此函数用于配置AD7606数字滤波器，也就设置过采样倍率。通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。启动AD转换之后，AD7606内部自动实现剩余样本的采集，然后求平均值输出。
过采样倍率越高，转换时间越长。
无过采样时，AD转换时间 = 3.45us - 4.15us。
2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us。
4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us。
8倍过采样时 = 33us - 39us。
16倍过采样时 = 66us - 78us。
32倍过采样时 = 133us - 158us。
64倍过采样时 = 257us - 315us。
函数参数：
- 第1个参数为范围0 – 6，分别对应无过采样，2倍过采样，4倍过采样，8倍过采样，16倍过采样，32倍过采样和64倍过采样。
77.8.3 函数AD7606_SetInputRange
函数原型：
void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange)
函数描述：
配置AD7606模拟信号输入量程。
函数参数：
- 第1个参数为0 表示正负5V ，1表示正负10V。
77.8.4 函数AD7606_Reset
函数原型：
void AD7606_Reset(void)
函数描述：
此函数用于硬件复位AD7606，复位之后恢复到正常工作状态。
77.8.5 函数AD7606_StartRecord
函数原型：
void AD7606_StartRecord(uint32_t _ulFreq)
函数描述：
用于启动采集。
函数参数：
- 第1个参数是采样频率，范围1-200KHz，单位Hz。
77.8.6 函数AD7606_StopRecord
函数原型：
void AD7606_StopRecord(void)
函数描述：
此函数用于停止采集定时器。函数AD7606_StartRecord和AD7606_StopRecord是配套的。
77.9 J-Scope实时展示AD7606采集数据说明
J-Scope专题教程（实时展示要用J-Scope的RTT模式），本章配套例子也做了支持：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86881 。
看完专题教程，基本就会操作了，这里有三点注意事项需要大家提前有个了解。另外，推荐使用MDK版工程做测试J-Scope，IAR版容易测试不正常。
77.9.1 J-Scope闪退问题解决办法
如下界面，不要点击选择按钮，闪退就是因为点击了这个选择按钮。
直接手动填写型号即可，比如STM32H743XI，STM32F429BI，STM32F407IG，STM32F103ZE等。
77.9.2 J-Scope多通道传输实现
J-Scope的多通道传输配置好函数SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer即可，主要是通过第2个参数实现的。
/* 配置通道1，上行配置 默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。 上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2 上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2 上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2 上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2 上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2 上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2 上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2 上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2 */ SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);
使用函数SEGGER_RTT_Write上传数据时，要跟配置的通道数匹配，比如配置的三个通道，就需要调用三次函数：
SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[0]), 2); SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[1]), 2); SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[2]), 2);
多路效果：
77.9.3 J-Scope带宽问题
普通的JLINK时钟速度8 - 12MHz时， J-Scope的速度基本可以达到500KB/S（注意，单位是字节）AD7606的最高采样率是200Ksps，16bit，那么一路采集就有400KB/S的速速，所以要根据设置的采样率设置要显示的J-Scope通道数，如果超出了最高通信速度，波形显示会混乱。
200Ksps时，实时显示1路
100Ksps时，实时显示2路
50Ksps时， 实时显示4路
25Ksps时， 实时显示8路
实际速度以底栏的展示为准，如果与设置的速度差异较大，说明传输异常了。
77.10 AD7606驱动移植和使用
AD7606移植步骤如下：
- 第1步：复制bsp_fmcdma_ad7606.c和bsp_fmcdma_ad7606.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
- 第2步：根据使用的CONVST引脚，FMC DMA，过采样引脚，量程控制引脚，复位引脚，修改bsp_fmcdma_ad7606.c开头的宏定义。
这里要特别注意过采样引脚，量程控制引脚和复位引脚是采用的扩展IO，需要大家根据自己的情况修改。
/* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */ #define CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE #define CONVST_TIM8_CLK_ENABLE __HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE #define CONVST_RCC_GPIO_CLK_DISBALE __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE #define CONVST_TIM8_CLK_DISABLE __HAL_RCC_TIM8_CLK_DISABLE #define CONVST_GPIO GPIOC #define CONVST_PIN GPIO_PIN_6 #define CONVST_AF GPIO_AF3_TIM8 #define CONVST_TIMX TIM8 #define CONVST_TIMCH TIM_CHANNEL_1 /* FMC DMA */ #define TIMx_UP_DMA_STREAM_CLK_ENABLE __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE #define TIMx_UP_DMA_STREAM_CLK_DISABLE __HAL_RCC_DMA2_CLK_DISABLE #define TIMx_UP_DMA_STREAM DMA2_Stream1 #define TIMx_UP_DMA_CHANNEL DMA_CHANNEL_7 #define TIMx_UP_DMA_IRQn DMA2_Stream1_IRQn #define TIMx_UP_DMA_IRQHandler DMA2_Stream1_IRQHandler /* BUSY 转换完毕信号 = PE5 */ #define BUSY_RCC_GPIO_CLK_ENABLE __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE #define BUSY_GPIO GPIOE #define BUSY_PIN GPIO_PIN_5 #define BUSY_IRQn EXTI9_5_IRQn #define BUSY_IRQHandler EXTI9_5_IRQHandler /* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */ #define OS0_1() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1) #define OS0_0() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0) #define OS1_1() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1) #define OS1_0() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0) #define OS2_1() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1) #define OS2_0() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0) /* 启动AD转换的GPIO : PC6 */ #define CONVST_1() CONVST_GPIO->BSRR = CONVST_PIN #define CONVST_0() CONVST_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CONVST_PIN << 16U) /* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */ #define RANGE_1() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1) #define RANGE_0() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0) /* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */ #define RESET_1() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1) #define RESET_0() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)
- 第3步：根据具体用到的FMC引脚，修改函数AD7606_CtrlLinesConfig里面做的IO配置
- 第4步：根据需要设置DMA缓冲大小：
/* 8路同步采集，每次采集16字节数据，防止DMA突发方式1KB边界问题，即每次采集不要有跨边界的情况 */ #define AD7606_BUFSIZE 16 __align(16) int16_t g_sAd7606Buf[AD7606_BUFSIZE]; /* DMA双缓冲使用 */
- 第5步：根据使用的FMC BANK，修改函数AD7606_FSMCConfig里面的BANK配置，这点非常容易疏忽。
- 第6步：注意MPU配置，详情见本章78.7.4小节。
- 第7步：初始化AD7606。
bsp_InitAD7606(); /* 配置AD7606所用的GPIO */
- 第8步：AD7606驱动主要用到HAL库的FMC驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
- 第9步：应用方法看本章节配套例子即可。
77.11 实验例程设计框架
通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：
第1阶段，上电启动阶段：
- 这部分在第14章进行了详细说明。
第2阶段，进入main函数：
- 第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器和LED。
- 第2部分，应用程序设计部分，测试AD7606。
77.12 实验例程说明（MDK）
配套例子：
V7-057_ AD7606的FMC DMA双缓冲总线驱动方式实现（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
实验目的：
- 学习AD7606的FMC DMA双缓冲驱动方式实现。
重要提示：
- 板子上电后，默认是100Ksps的2倍过采样。
- 如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
- 默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
- 串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
实验内容：
1、AD7606的FMC驱动做了两种采集方式
（1）软件定时获取方式，适合低速查询获取。
（2）FIFO工作模式，适合8路实时采集，支持最高采样率200Ksps。
2、将模拟输入接地时，采样值是0左右。
3、模拟输入端悬空时，采样值在某个范围浮动（这是正常的，这是AD7606内部输入电阻导致的浮动电压）。
4、出厂的AD7606模块缺省是8080 并行接口。如果用SPI接口模式，需要修改 R1 R2电阻配置。
5、配置CVA CVB 引脚为PWM输出模式，周期设置为需要的采样频率，之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号。
实验操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键 : 切换量程(5V或10V)。
- K2键 : 进入FIFO工作模式。
- K3键 : 进入软件定时采集模式。
- 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
上电后串口打印的信息：
波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。
J-Scope波形效果：
模块插入位置：
程序设计：
系统栈大小分配：
RAM空间用的DTCM：
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_Init * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次 * 形 参：无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟: - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。 - 设置NVIV优先级分组为4。 */ HAL_Init(); /* 配置系统时钟到400MHz - 切换使用HSE。 - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder： - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。 - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder并开启 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitDWT(); /* 初始化DWT时钟周期计数器 */ bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */ bsp_InitLPUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */ /* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */ bsp_InitAD7606(); /* 配置AD7606所用的GPIO */ }
MPU配置和Cache配置：
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: MPU_Config * 功能说明: 配置MPU * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /*使能 MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable * 功能说明: 使能L1 Cache * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
每10ms调用一次按键处理：
按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_RunPer10ms * 功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求 * 不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_RunPer10ms(void) { bsp_KeyScan10ms(); }
主功能：
主程序实现如下操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键 : 切换量程(5V或10V)。
- K2键 : 进入FIFO工作模式。
- K3键 : 进入软件定时采集模式。
- 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: c程序入口 * 形 参: 无 * 返 回 值: 错误代码(无需处理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { bsp_Init(); /* 硬件初始化 */ PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */ DemoFmcAD7606(); /* AD7606测试 */ } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DemoFmcAD7606 * 功能说明: AD7606测试 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DemoFmcAD7606(void) { uint8_t ucKeyCode; uint8_t ucRefresh = 0; sfDispMenu(); /* 打印命令提示 */ ucRefresh = 0; /* 数据在串口刷新的标志 */ AD7606_SetOS(AD_OS_NO); /* 无过采样 */ AD7606_SetInputRange(1); /* 0表示输入量程为正负5V, 1表示正负10V */ AD7606_StartConvst(); /* 启动1次转换 */ /* 上电默认采样率 */ g_tAD7606.ucOS = 1; /* 2倍过采样 */ AD7606_StartRecord(100000); /* 启动100kHz采样速率 */ AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS); /* 设置2倍过采样 */ bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */ bsp_StartAutoTimer(3, 200); /* 启动1个200ms的自动重装的定时器 */ /* 配置通道1，上行配置 默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。 上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2 上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2 上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2 上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2 上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2 上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2 上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2 上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2 */ SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP); while(1) { bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */ /* 判断定时器超时时间 */ if (bsp_CheckTimer(3)) { /* 每隔100ms 进来一次 */ bsp_LedToggle(4); } if (bsp_CheckTimer(0)) { ucRefresh = 1; /* 刷新显示 */ } if (ucRefresh == 1) { ucRefresh = 0; /* 处理数据 */ AD7606_Mak(); /* 打印ADC采样结果 */ AD7606_Disp(); } /* 按键检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。这个函数不会 等待按键按下，这样我们可以在while循环内做其他的事情 */ ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 切换量程 */ if (g_tAD7606.ucRange == 0) { AD7606_SetInputRange(1); } else { AD7606_SetInputRange(0); } ucRefresh = 1; break; case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */ g_tAD7606.ucOS = 1; /* 2倍过采样 */ AD7606_StartRecord(100000); /* 启动100kHz采样速率 */ AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS); /* 设置2倍过采样 */ break; case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下 */ AD7606_StopRecord(); /* 停止记录 */ break; case JOY_DOWN_U: /* 摇杆UP键按下 */ if (g_tAD7606.ucOS < 6) { g_tAD7606.ucOS++; } AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS); AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);/* 启动当前过采样下最高速度 */ ucRefresh = 1; break; case JOY_DOWN_D: /* 摇杆DOWN键按下 */ if (g_tAD7606.ucOS > 0) { g_tAD7606.ucOS--; } AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS); ucRefresh = 1; AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]); /* 启动当前过采样下最高速度 */ break; default: /* 其他的键值不处理 */ break; } } } }
77.13 总结
本章节涉及到的知识点非常多，实战性较强，需要大家稍花点精力去研究。