adc.c 7.8 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247248249250251252253254255256257258259260261
  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. #define ADC_REF 3300
  27. // 4095 * 20 (Ку ОУ) * 0.01 (Rш)
  28. #define ADC_DIV 819
  29. // 32760 * 20 (Ку ОУ) * 0.01 (Rш)
  30. #define ADC_ODIV 6552
  31. #define ADC_DIV_H 410
  32. #define ADC_ODIV_H 3276
  33. #define ADC_VOLT_K 11
  34. #define ADC_CURR_K 20
  35. #define ADC_CURR_SH 100
  36. // (Частота МК (16 МHz) / Предделитель таймера (8) * Нужное время в секундах (0.0015625)) - 1
  37. #define TIM_PERIOD ((uint16_t)3128)
  38. #define TIM_PRESCALER TIM2_Prescaler_8
  39. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  40. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  41. static __IO uint16_t ADC_Buffer[ADC_BUFFER_SIZE];
  42. static __IO uint16_t VoltageFastBuffer[FAST_BUFFER_SIZE];
  43. static __IO uint16_t CurrentFastBuffer[FAST_BUFFER_SIZE];
  44. /* Private constants ---------------------------------------------------------*/
  45. __near __no_init const unsigned char Factory_VREFINT @ 0x4910;
  46. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  47. static void ADC_ConfigADC(void);
  48. static void ADC_ConfigDMA(void);
  49. static void ADC_ConfigTIM2(void);
  50. /* Private functions ---------------------------------------------------------*/
  51. /**
  52. * @brief Initialize and start ADC
  53. * @param None
  54. * @retval None
  55. */
  56. void ADC_Config(void)
  57. {
  58. /* ADC configuration */
  59. ADC_ConfigADC();
  60. /* DMA configuration */
  61. ADC_ConfigDMA();
  62. /* TIM2 configuration */
  63. ADC_ConfigTIM2();
  64. }
  65. /**
  66. * @brief Configure ADC peripheral
  67. * @param None
  68. * @retval None
  69. */
  70. static void ADC_ConfigADC(void)
  71. {
  72. /* Enable ADC1 clock */
  73. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_ADC1, ENABLE);
  74. /* Initialize and configure ADC1 */
  75. ADC_Init(ADC1, ADC_ConversionMode_Single, ADC_Resolution_12Bit, ADC_Prescaler_1);
  76. ADC_SamplingTimeConfig(ADC1, ADC_Group_SlowChannels, ADC_SamplingTime_384Cycles);
  77. ADC_SamplingTimeConfig(ADC1, ADC_Group_FastChannels, ADC_SamplingTime_384Cycles);
  78. /* Enable ADC1 */
  79. ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
  80. /* Enable ADC1 Voltage meter channel */
  81. ADC_ChannelCmd(ADC1, VOLTAGE_CHANNEL, ENABLE);
  82. ADC_SchmittTriggerConfig(ADC1, VOLTAGE_CHANNEL, DISABLE);
  83. /* Enable ADC1 Current meter channel */
  84. ADC_ChannelCmd(ADC1, CURRENT_CHANNEL, ENABLE);
  85. ADC_SchmittTriggerConfig(ADC1, CURRENT_CHANNEL, DISABLE);
  86. #ifdef ADC_MEASURE_REF_VOLT
  87. /* ADC Voltage Reference */
  88. ADC_VrefintCmd(ENABLE);
  89. /* Enable ADC1 Vrefint Channel */
  90. ADC_ChannelCmd(ADC1, ADC_Channel_Vrefint, ENABLE);
  91. #endif // ADC_MEASURE_REF_VOLT
  92. /* Enable ADC1 DMA requests*/
  93. ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
  94. /* Start ADC1 Conversion using TIM1 TRGO*/
  95. ADC_ExternalTrigConfig(ADC1, ADC_ExtEventSelection_Trigger3, ADC_ExtTRGSensitivity_Rising);
  96. }
  97. /**
  98. * @brief Configure DMA peripheral
  99. * @param None
  100. * @retval None
  101. */
  102. static void ADC_ConfigDMA(void)
  103. {
  104. /* Enable DMA1 clock */
  105. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_DMA1, ENABLE);
  106. /* Connect ADC to DMA channel 0 */
  107. SYSCFG_REMAPDMAChannelConfig(REMAP_DMA1Channel_ADC1ToChannel0);
  108. DMA_Init(DMA1_Channel0, ADC_BUFFER_ADDRESS,
  109. ADC1_DR_ADDRESS,
  110. ADC_BUFFER_SIZE,
  111. DMA_DIR_PeripheralToMemory,
  112. DMA_Mode_Circular,
  113. DMA_MemoryIncMode_Inc,
  114. DMA_Priority_High,
  115. DMA_MemoryDataSize_HalfWord);
  116. /* DMA Channel0 enable */
  117. DMA_Cmd(DMA1_Channel0, ENABLE);
  118. /* Enable DMA1 channel0 Transfer complete interrupt */
  119. DMA_ITConfig(DMA1_Channel0, DMA_ITx_TC, ENABLE);
  120. /* DMA enable */
  121. DMA_GlobalCmd(ENABLE);
  122. }
  123. /**
  124. * @brief Configure TIM2 peripheral
  125. * @param None
  126. * @retval None
  127. */
  128. static void ADC_ConfigTIM2(void)
  129. {
  130. /* Enable TIM2 clock */
  131. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_TIM2, ENABLE);
  132. /* Initializes the TIM2 Time Base Unit */
  133. TIM2_TimeBaseInit(TIM_PRESCALER, TIM2_CounterMode_Up, TIM_PERIOD);
  134. /* Selects the TIM2 Update Request Interrupt source */
  135. TIM2_UpdateRequestConfig(TIM2_UpdateSource_Regular);
  136. /* Master Mode selection: Update event */
  137. TIM2_SelectOutputTrigger(TIM2_TRGOSource_Update);
  138. /* Enable TIM2 */
  139. TIM2_Cmd(ENABLE);
  140. }
  141. /**
  142. * @brief DMA1 channel0 and channel1 Interrupt routine.
  143. * @param None
  144. * @retval None
  145. */
  146. INTERRUPT_HANDLER(DMA1_CHANNEL0_1_IRQHandler,2)
  147. {
  148. static uint8_t idx = 0;
  149. static uint16_t va1=0, va2=0, ca1=0, ca2=0;
  150. if (ADC_Buffer[0] < va1 && ADC_Buffer[0] < va2) {
  151. VoltageFastBuffer[idx] = va1;
  152. } else if (ADC_Buffer[0] > va1 && ADC_Buffer[0] > va2) {
  153. VoltageFastBuffer[idx] = va1;
  154. } else {
  155. VoltageFastBuffer[idx] = ADC_Buffer[0];
  156. }
  157. va2 = va1;
  158. va1 = ADC_Buffer[0];
  159. if (ADC_Buffer[1] < ca1 && ADC_Buffer[1] < ca2) {
  160. CurrentFastBuffer[idx] = ca1;
  161. } else if (ADC_Buffer[1] > ca1 && ADC_Buffer[1] > ca2) {
  162. CurrentFastBuffer[idx] = ca1;
  163. } else {
  164. CurrentFastBuffer[idx] = ADC_Buffer[1];
  165. }
  166. ca2 = ca1;
  167. ca1 = ADC_Buffer[1];
  168. idx ++;
  169. if(idx >= FAST_BUFFER_SIZE) {
  170. idx = 0;
  171. }
  172. /* Clear IT Pending Bit */
  173. DMA1_Channel0->CSPR &= (uint8_t)~(uint8_t)(DMA1_IT_TC0 & (uint8_t)0x06);
  174. }
  175. /**
  176. * @brief Return average values from fast buffers
  177. * @param None
  178. * @retval Latest_Voltage
  179. */
  180. uint16_t * ADC_GetValues(void) {
  181. static uint16_t avgVal[ADC_BUFFER_SIZE];
  182. uint32_t volt=0, curr=0;
  183. uint16_t shunt_volt;
  184. uint8_t i;
  185. /* Summarize buffers values */
  186. for(i=0;i<FAST_BUFFER_SIZE;i++){
  187. volt += VoltageFastBuffer[i];
  188. curr += CurrentFastBuffer[i];
  189. }
  190. /* Попытка оверсемплинга, чтобы сделать шаг ~1мВ
  191. делим на 8, умножаем на опорное напряжение, умножаем на входной делитель
  192. и делим на (12 бит АЦП * 8). */
  193. volt += 4; // для округления
  194. volt /= 8; // усредняем
  195. volt *= ADC_REF;
  196. volt *= ADC_VOLT_K;
  197. volt += ADC_ODIV_H;
  198. volt /= ADC_ODIV;
  199. curr += 4;
  200. curr /= 8;
  201. curr *= ADC_REF;
  202. curr += ADC_ODIV_H; // для округления
  203. curr /= ADC_ODIV; // делим на К
  204. /* так как шунт стоит в разрыве земли до выхода из БП
  205. компенсируем падение напряжения на нём. */
  206. shunt_volt = curr + (ADC_CURR_K/2);
  207. shunt_volt /= ADC_CURR_K; // мВ на входе ОУ
  208. volt -= shunt_volt; // получили напряжение на клемах
  209. avgVal[0] = (uint16_t)volt;
  210. avgVal[1] = (uint16_t)curr;
  211. return avgVal;
  212. }
  213. /**
  214. * @}
  215. */
  216. /************************ (C) Vladimir N. Shilov *****END OF FILE****/