[發明專利]基于MCU的DMA功能控制AD轉換器峰值采樣方法

在審

• 申請號: 202011393456.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112526205A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 何其齊;趙浩華;高志齊
• 申請（專利權）人: 常州同惠電子股份有限公司
• 主分類號: G01R19/252
• 分類號: G01R19/252
• 代理公司: 常州品益專利代理事務所(普通合伙) 32401
• 代理人: 張岳

本發明涉及一種基于MCU的DMA功能控制AD轉換器峰值采樣方法，包括如下步驟：根據AD轉換器的時序要求配置好MCU的定時器DMA功能；配置連接AD轉換器的端口寄存器指向第一緩沖區，AD轉換器數據通過MCU的端口傳輸到第一緩沖區，進入中斷執行程序；中斷執行程序的第Ⅰ階段，在小于1us的時間里完成DMA的關閉、重新指定數據端口寄存器傳輸到第二緩沖區，然后重新啟動DMA；在第Ⅱ階段，程序尋找上個緩沖區中已經填滿的AD電壓和電流數據中的最大值和最小值，并計算出平均值；在第Ⅲ階段，MCU可執行其他程序。本發明能夠用最簡單的電路圖實現電壓、電流的無丟失連續全采樣，并由此實現電壓、電流峰值和紋波測量。

技術領域：

本發明涉及儀器儀表和電子測量領域，尤其涉及一種基于MCU的DMA功能控制AD轉換器峰值采樣方法。

背景技術：

在電子測量領域，實現電壓或者電流的峰值和紋波測量，通常采用硬件的峰值采樣保持電路或者FPGA/CPLD單獨連接AD模數轉換器進行采樣再通過FPGA/CPLD傳給MCU的方法，如圖1、圖2所示。這些方法都有各自的缺點，都很難實現峰值采樣的無丟失和隨意可控時間段范圍里的峰值和紋波測量。而且增加CPLD或者FPGA的方法增加了電路的復雜性和提高了成本。

發明內容：

本發明的目的是要克服現有技術的不足，提供一種利用MCU的DMA功能控制AD轉換器實現電壓電流無丟失的采樣技術實現峰值和紋波測量的方法。

本發明提供一種基于MCU的DMA功能控制AD轉換器峰值采樣方法，包括如下步驟：

步驟一、首先根據AD轉換器的時序要求配置好MCU的定時器DMA功能；

步驟二、MCU定時器配置完成后，先配置連接AD轉換器的端口寄存器指向第一數據緩沖區，啟動定時器后無需MCU干預，AD轉換器數據通過MCU的端口傳輸到第一數據緩沖區，當DMA計數到達設定的計數值n時，觸發DMA中斷，進入中斷執行程序；

步驟三、中斷執行程序的第Ⅰ階段，在小于1us的時間里完成DMA的關閉、重新指定數據端口寄存器傳輸到第二數據緩沖區，然后重新啟動DMA；在第Ⅱ階段，程序尋找上個緩沖區中已經填滿的AD電壓和電流數據中的最大值和最小值，并計算出平均值；在第Ⅲ階段，MCU可執行其他程序；等到下一個DMA中斷開始，又重復上述過程。

其中，步驟一中，配置MCU的定時器DMA是用MCU內部定時器輸出產生1MHz的頻率去控制AD轉換器的/CNVST和A/B端口，定時器的上、下計數方式都觸發DMA數據傳輸，從MCU端口傳到定義的緩沖區，采用DMA計數中斷，每n個計數到了就進入中斷程序；/CNVST是下降沿觸發一次AD轉換過程，一次轉換兩個通道的數據，總共需要2us的時間；然后定義兩個大小相同的數據緩沖區，一旦啟動定時DMA方式采樣，就不停的在兩個數據緩沖區之間切換讀取AD數據，以此實現無丟失的電壓、電流采樣。

作為優選，所述AD轉換器為模數轉換器AD7655，所述MCU為STM32F103VCT。

本發明的有益效果是：

(1)本發明運用MCU的DMA數據傳輸技術實現AD轉換器的數據讀取到MCU內部；

(2)該方法能實現AD采樣數據無丟失，克服傳統的間斷采樣的缺陷；

(3)整個程序流程圍繞DMA中斷的方式完成，并實現電壓、電流峰值采樣和紋波測量；

(4)本發明能夠用最簡單的電路圖實現電壓、電流的無丟失連續全采樣，并由此實現電壓、電流峰值和紋波測量。

附圖說明：

圖1是電壓電流采樣的通用方法原理框圖；

圖2是電壓電流采樣通用方法的時序圖；