adc.c 8.2 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247248249250251252253254255256257258259260261262263264265266267268269270271272273274
  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 3307
  28. // Normal K for current channel = 4095 * 10 (Ку ОУ) * 0.05 (Rш)
  29. #define ADC_DIV 2048
  30. #define ADC_DIV_H 1024
  31. // Oversampl K for current channel = 32760 * 10 (Ку ОУ) * 0.05 (Rш)
  32. #define ADC_ODIV 16380
  33. #define ADC_ODIV_H 8190
  34. // for shunt voltage calcuation
  35. #define ADC_ORES 32760
  36. #define ADC_OU_MUL 10
  37. #define ADC_OU_ZERO_DRIFT 41
  38. // Input Voltage divider
  39. #define ADC_VOLT_K 11
  40. // (Частота МК (16 МHz) / Предделитель таймера (8) * Нужное время в секундах (0.0015625)) - 1
  41. #define TIM_PERIOD ((uint16_t)3128)
  42. #define TIM_PRESCALER TIM2_Prescaler_8
  43. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  44. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  45. static __IO uint16_t ADC_Buffer[ADC_BUFFER_SIZE];
  46. static __IO uint16_t VoltageFastBuffer[FAST_BUFFER_SIZE];
  47. static __IO uint16_t CurrentFastBuffer[FAST_BUFFER_SIZE];
  48. /* Private constants ---------------------------------------------------------*/
  49. __near __no_init const unsigned char Factory_VREFINT @ 0x4910;
  50. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  51. static void ADC_ConfigADC(void);
  52. static void ADC_ConfigDMA(void);
  53. static void ADC_ConfigTIM2(void);
  54. /* Private functions ---------------------------------------------------------*/
  55. /**
  56. * @brief Initialize and start ADC
  57. * @param None
  58. * @retval None
  59. */
  60. void ADC_Config(void)
  61. {
  62. /* ADC configuration */
  63. ADC_ConfigADC();
  64. /* DMA configuration */
  65. ADC_ConfigDMA();
  66. /* TIM2 configuration */
  67. ADC_ConfigTIM2();
  68. }
  69. /**
  70. * @brief Configure ADC peripheral
  71. * @param None
  72. * @retval None
  73. */
  74. static void ADC_ConfigADC(void)
  75. {
  76. /* Enable ADC1 clock */
  77. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_ADC1, ENABLE);
  78. /* Initialize and configure ADC1 */
  79. ADC_Init(ADC1, ADC_ConversionMode_Single, ADC_Resolution_12Bit, ADC_Prescaler_1);
  80. ADC_SamplingTimeConfig(ADC1, ADC_Group_SlowChannels, ADC_SamplingTime_384Cycles);
  81. ADC_SamplingTimeConfig(ADC1, ADC_Group_FastChannels, ADC_SamplingTime_384Cycles);
  82. /* Enable ADC1 */
  83. ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
  84. /* Enable ADC1 Voltage meter channel */
  85. ADC_ChannelCmd(ADC1, VOLTAGE_CHANNEL, ENABLE);
  86. ADC_SchmittTriggerConfig(ADC1, VOLTAGE_CHANNEL, DISABLE);
  87. /* Enable ADC1 Current meter channel */
  88. ADC_ChannelCmd(ADC1, CURRENT_CHANNEL, ENABLE);
  89. ADC_SchmittTriggerConfig(ADC1, CURRENT_CHANNEL, DISABLE);
  90. #ifdef ADC_MEASURE_REF_VOLT
  91. /* ADC Voltage Reference */
  92. ADC_VrefintCmd(ENABLE);
  93. /* Enable ADC1 Vrefint Channel */
  94. ADC_ChannelCmd(ADC1, ADC_Channel_Vrefint, ENABLE);
  95. #endif // ADC_MEASURE_REF_VOLT
  96. /* Enable ADC1 DMA requests*/
  97. ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
  98. /* Start ADC1 Conversion using TIM1 TRGO*/
  99. ADC_ExternalTrigConfig(ADC1, ADC_ExtEventSelection_Trigger3, ADC_ExtTRGSensitivity_Rising);
  100. }
  101. /**
  102. * @brief Configure DMA peripheral
  103. * @param None
  104. * @retval None
  105. */
  106. static void ADC_ConfigDMA(void)
  107. {
  108. /* Enable DMA1 clock */
  109. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_DMA1, ENABLE);
  110. /* Connect ADC to DMA channel 0 */
  111. SYSCFG_REMAPDMAChannelConfig(REMAP_DMA1Channel_ADC1ToChannel0);
  112. DMA_Init(DMA1_Channel0, ADC_BUFFER_ADDRESS,
  113. ADC1_DR_ADDRESS,
  114. ADC_BUFFER_SIZE,
  115. DMA_DIR_PeripheralToMemory,
  116. DMA_Mode_Circular,
  117. DMA_MemoryIncMode_Inc,
  118. DMA_Priority_High,
  119. DMA_MemoryDataSize_HalfWord);
  120. /* DMA Channel0 enable */
  121. DMA_Cmd(DMA1_Channel0, ENABLE);
  122. /* Enable DMA1 channel0 Transfer complete interrupt */
  123. DMA_ITConfig(DMA1_Channel0, DMA_ITx_TC, ENABLE);
  124. /* DMA enable */
  125. DMA_GlobalCmd(ENABLE);
  126. }
  127. /**
  128. * @brief Configure TIM2 peripheral
  129. * @param None
  130. * @retval None
  131. */
  132. static void ADC_ConfigTIM2(void)
  133. {
  134. /* Enable TIM2 clock */
  135. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_TIM2, ENABLE);
  136. /* Initializes the TIM2 Time Base Unit */
  137. TIM2_TimeBaseInit(TIM_PRESCALER, TIM2_CounterMode_Up, TIM_PERIOD);
  138. /* Selects the TIM2 Update Request Interrupt source */
  139. TIM2_UpdateRequestConfig(TIM2_UpdateSource_Regular);
  140. /* Master Mode selection: Update event */
  141. TIM2_SelectOutputTrigger(TIM2_TRGOSource_Update);
  142. /* Enable TIM2 */
  143. TIM2_Cmd(ENABLE);
  144. }
  145. /**
  146. * @brief DMA1 channel0 and channel1 Interrupt routine.
  147. * @param None
  148. * @retval None
  149. */
  150. INTERRUPT_HANDLER(DMA1_CHANNEL0_1_IRQHandler,2)
  151. {
  152. static uint8_t idx = 0;
  153. static uint16_t va1=0, va2=0, ca1=0, ca2=0;
  154. if (ADC_Buffer[0] < va1 && ADC_Buffer[0] < va2) {
  155. VoltageFastBuffer[idx] = va1;
  156. } else if (ADC_Buffer[0] > va1 && ADC_Buffer[0] > va2) {
  157. VoltageFastBuffer[idx] = va1;
  158. } else {
  159. VoltageFastBuffer[idx] = ADC_Buffer[0];
  160. }
  161. va2 = va1;
  162. va1 = ADC_Buffer[0];
  163. if (ADC_Buffer[1] < ca1 && ADC_Buffer[1] < ca2) {
  164. CurrentFastBuffer[idx] = ca1;
  165. } else if (ADC_Buffer[1] > ca1 && ADC_Buffer[1] > ca2) {
  166. CurrentFastBuffer[idx] = ca1;
  167. } else {
  168. CurrentFastBuffer[idx] = ADC_Buffer[1];
  169. }
  170. ca2 = ca1;
  171. ca1 = ADC_Buffer[1];
  172. idx ++;
  173. if(idx >= FAST_BUFFER_SIZE) {
  174. idx = 0;
  175. }
  176. /* Clear IT Pending Bit */
  177. DMA1_Channel0->CSPR &= (uint8_t)~(uint8_t)(DMA1_IT_TC0 & (uint8_t)0x06);
  178. }
  179. /**
  180. * @brief Return average values from fast buffers
  181. * @param None
  182. * @retval Latest_Voltage
  183. */
  184. uint16_t * ADC_GetValues(void) {
  185. static uint16_t avgVal[ADC_BUFFER_SIZE];
  186. uint32_t volt=0, curr=0, shunt_volt=0;
  187. uint8_t i;
  188. /* Summarize buffers values */
  189. for(i=0;i<FAST_BUFFER_SIZE;i++){
  190. volt += VoltageFastBuffer[i];
  191. curr += CurrentFastBuffer[i];
  192. }
  193. /* Попытка оверсемплинга, чтобы сделать шаг ~1мВ
  194. делим на 8, умножаем на опорное напряжение, умножаем на входной делитель
  195. и делим на (12 бит АЦП * 8). */
  196. volt += 4; // для округления
  197. volt /= 8; // усредняем
  198. volt *= ADC_REF;
  199. volt *= ADC_VOLT_K;
  200. volt += ADC_ODIV_H;
  201. volt /= ADC_ODIV;
  202. curr += 4;
  203. curr /= 8;
  204. // компенсация смещения нуля ОУ
  205. if (curr > ADC_OU_ZERO_DRIFT) {
  206. curr -= ADC_OU_ZERO_DRIFT;
  207. curr *= ADC_REF;
  208. shunt_volt = curr;
  209. curr += ADC_ODIV_H; // для округления
  210. curr /= ADC_ODIV; // делим на К -- на выходе ток в мА
  211. /* так как шунт стоит в разрыве земли до выхода из БП
  212. компенсируем падение напряжения на нём. */
  213. shunt_volt += (ADC_OU_MUL/2);
  214. shunt_volt /= ADC_OU_MUL;
  215. shunt_volt += (ADC_ORES/2);
  216. shunt_volt /= ADC_ORES; // мВ на входе ОУ
  217. volt -= shunt_volt; // получили напряжение на клемах
  218. } else {
  219. curr = 0;
  220. }
  221. avgVal[0] = (uint16_t)volt;
  222. avgVal[1] = (uint16_t)curr;
  223. return avgVal;
  224. }
  225. /**
  226. * @}
  227. */
  228. /************************ (C) Vladimir N. Shilov *****END OF FILE****/