adc.c 8.1 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247248249250251252253254255256257258259260261262263264265266267268269270271
  1. /**
  2. ******************************************************************************
  3. * @file VAPC-meter/lib/adc.c
  4. * @author "Vladimir N. Shilov" <shilow@ukr.net>
  5. * @version V1
  6. * @date 24-March-2016
  7. * @brief This file contains the ADC functions.
  8. ******************************************************************************
  9. * Tim2 регулярно запускат АЦП.
  10. * АЦП измеряет два заданных канала и пинает DMA
  11. * DMA забирает данные у ADC и складывает их в ADC_Buffer
  12. * В прерывании по окончанию транзакции данные из ADC_Buffer
  13. * раскладываем по FastBuffers.
  14. */
  15. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  16. #include "adc.h"
  17. /** @addtogroup ADC
  18. * @{
  19. */
  20. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  21. /* Private define ------------------------------------------------------------*/
  22. #define VOLTAGE_CHANNEL ADC_Channel_17
  23. #define CURRENT_CHANNEL ADC_Channel_18
  24. #define ADC1_DR_ADDRESS ((uint16_t)0x5344)
  25. #define ADC_BUFFER_ADDRESS ((uint16_t)(&ADC_Buffer))
  26. // Suply voltage
  27. #define ADC_REF 3305
  28. // Normal K for current channel = 4095 * 20 (Ку ОУ) * 0.01 (Rш)
  29. #define ADC_CURR_DIV 819
  30. #define ADC_CURR_DIV_H 410
  31. // Oversampl K for current channel = 32760 * 20 (Ку ОУ) * 0.01 (Rш)
  32. #define ADC_CURR_ODIV 6552
  33. #define ADC_CURR_ODIV_H 3276
  34. // Curren amplifier multiplier
  35. #define ADC_CURR_K 20
  36. // Current shunt resistance in miliOhms
  37. #define ADC_CURR_SH 10
  38. // Input Voltage divider
  39. #define ADC_VOLT_K 11
  40. // ADC resolution 12 bit
  41. #define ADC_DIV 4095
  42. #define ADC_DIV_H 2048
  43. // ADC oversampled resolution 15 bit
  44. #define ADC_ODIV 32760
  45. #define ADC_ODIV_H 16380
  46. // (Частота МК (16 МHz) / Предделитель таймера (8) * Нужное время в секундах (0.0015625)) - 1
  47. #define TIM_PERIOD ((uint16_t)3128)
  48. #define TIM_PRESCALER TIM2_Prescaler_8
  49. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  50. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  51. static __IO uint16_t ADC_Buffer[ADC_BUFFER_SIZE];
  52. static __IO uint16_t VoltageFastBuffer[FAST_BUFFER_SIZE];
  53. static __IO uint16_t CurrentFastBuffer[FAST_BUFFER_SIZE];
  54. /* Private constants ---------------------------------------------------------*/
  55. __near __no_init const unsigned char Factory_VREFINT @ 0x4910;
  56. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  57. static void ADC_ConfigADC(void);
  58. static void ADC_ConfigDMA(void);
  59. static void ADC_ConfigTIM2(void);
  60. /* Private functions ---------------------------------------------------------*/
  61. /**
  62. * @brief Initialize and start ADC
  63. * @param None
  64. * @retval None
  65. */
  66. void ADC_Config(void)
  67. {
  68. /* ADC configuration */
  69. ADC_ConfigADC();
  70. /* DMA configuration */
  71. ADC_ConfigDMA();
  72. /* TIM2 configuration */
  73. ADC_ConfigTIM2();
  74. }
  75. /**
  76. * @brief Configure ADC peripheral
  77. * @param None
  78. * @retval None
  79. */
  80. static void ADC_ConfigADC(void)
  81. {
  82. /* Enable ADC1 clock */
  83. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_ADC1, ENABLE);
  84. /* Initialize and configure ADC1 */
  85. ADC_Init(ADC1, ADC_ConversionMode_Single, ADC_Resolution_12Bit, ADC_Prescaler_1);
  86. ADC_SamplingTimeConfig(ADC1, ADC_Group_SlowChannels, ADC_SamplingTime_384Cycles);
  87. ADC_SamplingTimeConfig(ADC1, ADC_Group_FastChannels, ADC_SamplingTime_384Cycles);
  88. /* Enable ADC1 */
  89. ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
  90. /* Enable ADC1 Voltage meter channel */
  91. ADC_ChannelCmd(ADC1, VOLTAGE_CHANNEL, ENABLE);
  92. ADC_SchmittTriggerConfig(ADC1, VOLTAGE_CHANNEL, DISABLE);
  93. /* Enable ADC1 Current meter channel */
  94. ADC_ChannelCmd(ADC1, CURRENT_CHANNEL, ENABLE);
  95. ADC_SchmittTriggerConfig(ADC1, CURRENT_CHANNEL, DISABLE);
  96. #ifdef ADC_MEASURE_REF_VOLT
  97. /* ADC Voltage Reference */
  98. ADC_VrefintCmd(ENABLE);
  99. /* Enable ADC1 Vrefint Channel */
  100. ADC_ChannelCmd(ADC1, ADC_Channel_Vrefint, ENABLE);
  101. #endif // ADC_MEASURE_REF_VOLT
  102. /* Enable ADC1 DMA requests*/
  103. ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
  104. /* Start ADC1 Conversion using TIM1 TRGO*/
  105. ADC_ExternalTrigConfig(ADC1, ADC_ExtEventSelection_Trigger3, ADC_ExtTRGSensitivity_Rising);
  106. }
  107. /**
  108. * @brief Configure DMA peripheral
  109. * @param None
  110. * @retval None
  111. */
  112. static void ADC_ConfigDMA(void)
  113. {
  114. /* Enable DMA1 clock */
  115. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_DMA1, ENABLE);
  116. /* Connect ADC to DMA channel 0 */
  117. SYSCFG_REMAPDMAChannelConfig(REMAP_DMA1Channel_ADC1ToChannel0);
  118. DMA_Init(DMA1_Channel0, ADC_BUFFER_ADDRESS,
  119. ADC1_DR_ADDRESS,
  120. ADC_BUFFER_SIZE,
  121. DMA_DIR_PeripheralToMemory,
  122. DMA_Mode_Circular,
  123. DMA_MemoryIncMode_Inc,
  124. DMA_Priority_High,
  125. DMA_MemoryDataSize_HalfWord);
  126. /* DMA Channel0 enable */
  127. DMA_Cmd(DMA1_Channel0, ENABLE);
  128. /* Enable DMA1 channel0 Transfer complete interrupt */
  129. DMA_ITConfig(DMA1_Channel0, DMA_ITx_TC, ENABLE);
  130. /* DMA enable */
  131. DMA_GlobalCmd(ENABLE);
  132. }
  133. /**
  134. * @brief Configure TIM2 peripheral
  135. * @param None
  136. * @retval None
  137. */
  138. static void ADC_ConfigTIM2(void)
  139. {
  140. /* Enable TIM2 clock */
  141. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_TIM2, ENABLE);
  142. /* Initializes the TIM2 Time Base Unit */
  143. TIM2_TimeBaseInit(TIM_PRESCALER, TIM2_CounterMode_Up, TIM_PERIOD);
  144. /* Selects the TIM2 Update Request Interrupt source */
  145. TIM2_UpdateRequestConfig(TIM2_UpdateSource_Regular);
  146. /* Master Mode selection: Update event */
  147. TIM2_SelectOutputTrigger(TIM2_TRGOSource_Update);
  148. /* Enable TIM2 */
  149. TIM2_Cmd(ENABLE);
  150. }
  151. /**
  152. * @brief DMA1 channel0 and channel1 Interrupt routine.
  153. * @param None
  154. * @retval None
  155. */
  156. INTERRUPT_HANDLER(DMA1_CHANNEL0_1_IRQHandler,2)
  157. {
  158. static uint8_t idx = 0;
  159. static uint16_t va1=0, va2=0, ca1=0, ca2=0;
  160. if (ADC_Buffer[0] < va1 && ADC_Buffer[0] < va2) {
  161. VoltageFastBuffer[idx] = va1;
  162. } else if (ADC_Buffer[0] > va1 && ADC_Buffer[0] > va2) {
  163. VoltageFastBuffer[idx] = va1;
  164. } else {
  165. VoltageFastBuffer[idx] = ADC_Buffer[0];
  166. }
  167. va2 = va1;
  168. va1 = ADC_Buffer[0];
  169. if (ADC_Buffer[1] < ca1 && ADC_Buffer[1] < ca2) {
  170. CurrentFastBuffer[idx] = ca1;
  171. } else if (ADC_Buffer[1] > ca1 && ADC_Buffer[1] > ca2) {
  172. CurrentFastBuffer[idx] = ca1;
  173. } else {
  174. CurrentFastBuffer[idx] = ADC_Buffer[1];
  175. }
  176. ca2 = ca1;
  177. ca1 = ADC_Buffer[1];
  178. idx ++;
  179. if(idx >= FAST_BUFFER_SIZE) {
  180. idx = 0;
  181. }
  182. /* Clear IT Pending Bit */
  183. DMA1_Channel0->CSPR &= (uint8_t)~(uint8_t)(DMA1_IT_TC0 & (uint8_t)0x06);
  184. }
  185. /**
  186. * @brief Return average values from fast buffers
  187. * @param None
  188. * @retval Latest_Voltage
  189. */
  190. uint16_t * ADC_GetValues(void) {
  191. static uint16_t avgVal[ADC_BUFFER_SIZE];
  192. uint32_t volt=0, curr=0;
  193. uint16_t shunt_volt;
  194. uint8_t i;
  195. /* Summarize buffers values */
  196. for(i=0;i<FAST_BUFFER_SIZE;i++){
  197. volt += VoltageFastBuffer[i];
  198. curr += CurrentFastBuffer[i];
  199. }
  200. /* Попытка оверсемплинга, чтобы сделать шаг ~1мВ
  201. делим на 8, умножаем на опорное напряжение, умножаем на входной делитель
  202. и делим на (12 бит АЦП * 8). */
  203. volt += 4; // для округления
  204. volt /= 8; // усредняем
  205. volt *= ADC_REF;
  206. volt *= ADC_VOLT_K;
  207. volt += ADC_ODIV_H;
  208. volt /= ADC_ODIV;
  209. curr += 4;
  210. curr /= 8;
  211. curr *= ADC_REF;
  212. curr += ADC_CURR_ODIV_H; // для округления
  213. curr /= ADC_CURR_ODIV; // делим на К
  214. /* так как шунт стоит в разрыве земли до выхода из БП
  215. компенсируем падение напряжения на нём. */
  216. shunt_volt = curr + (ADC_CURR_K/2);
  217. shunt_volt /= ADC_CURR_K; // мВ на входе ОУ
  218. volt -= shunt_volt; // получили напряжение на клемах
  219. avgVal[0] = (uint16_t)volt;
  220. avgVal[1] = (uint16_t)curr;
  221. return avgVal;
  222. }
  223. /**
  224. * @}
  225. */
  226. /************************ (C) Vladimir N. Shilov *****END OF FILE****/