STM32F4 AD采集DMA方式进行FFT计算

2021-05-03

STM32F4 AD采集DMA方式进行FFT计算

本资源文件提供了一个基于STM32F4系列微控制器的AD采集与FFT计算的实现方案。通过使用DMA(直接内存访问)方式,实现了高效的AD数据采集与处理,并在此基础上进行了FFT(快速傅里叶变换)计算。

功能描述

  1. AD采集
    • 使用STM32F4的ADC模块进行模拟信号的采集。
    • 调用复位校准函数ADC_ResetCalibration()和开始校准函数ADC_StartCalibration(),确保每次上电后都进行一次校准,以提高AD转换的精度。
    • 配置ADC1的模式为软件触发方式,通过调用ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE)启动AD转换。
  2. DMA传输
    • 使用DMA控制器将ADC转换后的数据从ADC数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中。
    • 当DMA传输完成后,ADC_ConvertedValue中保存的就是最新的ADC转换值。
  3. 电压计算
    • 在主函数中,通过公式实际电压 = ADC转换值 * LSB计算出实际的电压值。
    • 其中,LSB = Vref+接的参考电压 / ADC的精度,本例中Vref+接的参考电压为3.3V,ADC的精度为12位(2^12)。
  4. FFT计算
    • 在AD采集的基础上,对采集到的数据进行FFT计算,以分析信号的频谱特性。

关键点

  • 校准:每次上电后都进行一次AD校准,以确保AD转换的准确性。
  • DMA传输:使用DMA方式进行数据传输,避免了CPU的频繁中断,提高了数据采集的效率。
  • volatile关键字:使用volatile关键字修饰ADC_ConvertedValue变量,确保每次读取到的都是实时的ADC转换值。

使用说明

  1. 硬件连接
    • 将需要采集的模拟信号连接到STM32F4的ADC输入引脚。
    • 确保Vref+接的参考电压为3.3V。
  2. 软件配置
    • 在代码中配置ADC和DMA的相关参数,确保ADC和DMA的初始化正确。
    • 在主循环中调用FFT计算函数,对采集到的数据进行频谱分析。
  3. 调试与测试
    • 通过调试工具(如ST-Link)查看ADC转换值和计算出的电压值是否正确。
    • 使用示波器或频谱分析仪验证FFT计算结果的准确性。

注意事项

  • 确保ADC的校准过程完成后再进行AD转换,否则可能导致数据不准确。
  • 使用volatile关键字修饰ADC_ConvertedValue变量,以确保每次读取到的都是最新的ADC转换值。
  • 在进行FFT计算时,注意数据的长度和采样频率,以确保计算结果的正确性。

通过本资源文件,您可以快速实现基于STM32F4的AD采集与FFT计算,适用于各种需要频谱分析的应用场景。

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