6.3.2數(shù)據(jù)采集界面設計

（1）修改上一節(jié)的動態(tài)圖例程，將AD采樣結(jié)果，定時更新到graph上顯示。

程序邏輯是，通過cubeMX配置ADC,通過DMA方式，將AD采樣的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)組中，存儲數(shù)量達到規(guī)定的值后，產(chǎn)生DMA中斷。

在MainView.cpp的handleTickEvent()定期刷新函數(shù)中，判斷是否采樣結(jié)束。如果結(jié)束了，則將數(shù)組中的數(shù)據(jù)，更新到graph動態(tài)圖中，達到定期更新顯示采樣數(shù)據(jù)的示波器效果。

1）查看STM32F469I-DISCO開發(fā)板的原理圖（官方文檔“mb1189.pdf”），找到連接端子“Arduino UNO connector”部分，了解輸出端子管腳配置，我們發(fā)現(xiàn)，合適作為ADC1_IN9輸入通道使用的管腳為PB1管腳。

圖6-12 查看原理圖獲得AD輸入管腳

2）打開工程路徑下的cubeMX工程，并配置ADC1的輸入為IN9通道，DMA設置為“從外設到內(nèi)存”，優(yōu)先級可以設置為高。

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圖 6-13 設置DMA方式將采樣結(jié)果直接搬運到內(nèi)存圖

3）設置AD采樣參數(shù)。

為得到最高采樣率(2.4MHz)，首先在cubeMX的“Clock Configuration”界面，將PCLK2設置為72MHz（默認為90MHz），如下圖所示：

圖?6-14 設置采樣時鐘

然后回到ADC1的配置界面，對ADC1做如下設置：

圖?6-15 設置AD采樣參數(shù)圖

如上圖所示，我們將ADC的時鐘設置為“PCLK2 divided by2”，采樣精度默認為12位（每次轉(zhuǎn)換需要15個時鐘），將“Continuous Conversion Mode”設置為“Enable”確保連續(xù)采樣，并將“DMA Continuous Request”設置為“Enable”，確保DMA搬運能連續(xù)執(zhí)行。采樣時間設置為3個時鐘周期（讀者可以選擇比較長的采樣時間，獲得較低的采樣率）。

在本例中，采樣率的計算方式為：（PCLK2/2）/15=2.4MHz，只有將PCLK2設置為72MHz，才能使得ADC的時鐘（PCLK2/2）最高，即36MHz（該單片機的最高ADC時鐘），而默認的PCLK2為90M Hz，如果按照默認的PCLK2，是不能得到最高采樣率的，讀者可以嘗試修改PCLK2的參數(shù)，體會最高采樣率的設置技巧。

4）點擊cubeMX右上角的“GENERATE CODE”，然后進入工程文件夾，打開生成的MDK工程，點擊并打開“main.c”，在用戶定義的變量區(qū)，增加AdcConvertedValue數(shù)組和 adcDmaOverFlag變量，數(shù)組用來存儲每次采樣的100個數(shù)據(jù)，變量用來確定100個數(shù)據(jù)是否已經(jīng)采樣完成。

圖 6-16 在主函數(shù)申明采樣數(shù)組和采樣結(jié)束標志位

在主函數(shù)中，當初始化完成之后，增加DMA傳輸語句，該行程序啟動DMA傳輸，將ADC采樣的數(shù)據(jù)，無需CPU介入，直接搬運到數(shù)組中，存儲完100個數(shù)據(jù)之后，產(chǎn)生DMA中斷。在采樣存儲過程中，數(shù)據(jù)存儲的地址會自動增加。如下圖所示：

圖 6-17 在主函數(shù)初始化完成后啟動ADC的DMA傳輸模式

5）點擊并打開中斷響應文件“stm32f4xx_it.c”，找到cubeMX自動生成的DMA中斷函數(shù)，在每次100個數(shù)據(jù)采樣完成之后，系統(tǒng)會自動進入這個中斷，并執(zhí)行中斷響應函數(shù)。在該函數(shù)中，我們將采樣結(jié)束標志位adcDmaOverFlag置為1。如下圖所示：

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圖 6-18 采樣結(jié)束后進入DMA中斷響應函數(shù)

由于adDmaOverFlag變量是在“main.c”中定義的，因此在“stm32f4xx_it.c”中使用時，請在該文件的用戶變量定義區(qū)

“/* USER CODE BEGIN EV */”和“/* USER CODE END EV */”之間增加“extern uint8_t adDmaOverFlag;”，申明該變量是外部變量。

6）回到touchGFX軟件界面，將本程序不需要的滾動條及其交互刪除，如下圖所示：

圖 6-19 刪除滾動條及交互操作

然后設置動態(tài)圖控件，將圖形的顯示點數(shù)、可見范圍設置為100，并將數(shù)據(jù)范圍更改為0-4095（本例使用的是12位ADC，采樣結(jié)果最大為4095）。

圖 6-20 設置graph的顯示范圍

7）點擊右下角的“Generate Code”，重新生成代碼，使用MDK重新打開生成的工程,打開“MainView.hpp”，將其中滾動條響應函數(shù)“sliderValueChanged(int )”刪除。

圖 6-21 刪除滾動條交互操作響應函數(shù)

8）打開“MainView.cpp”，將其中的滾動條響應函數(shù)、隨機數(shù)發(fā)生器函數(shù)刪除，本例中不需要使用。

圖 6-22 刪除滾動條交互操作響應函數(shù)和隨機函數(shù)發(fā)生器

然后修改“MainView.cpp”，增加包含文件“main.h”(含ADC_HandleTypeDef結(jié)構(gòu)體的定義)，增加外部變量“hadc1”、 AdcConvertedValue[100]”、

“adcDmaOverFlag”申明，這些變量均在main.c中定義。如下圖所示：

圖 6-23 修改“MainView.cpp”將采樣結(jié)果更新到動態(tài)圖顯示

如上圖所示，在handleTickEvent()函數(shù)中，每隔100個handleTickEvent周期（每個周期約20ms），查詢DMA中斷標志位adcDmaOverFlag是否為1，如果為1，則表示DMA中斷已經(jīng)產(chǎn)生，100個點已經(jīng)采樣結(jié)束，可以將100個采樣數(shù)據(jù)更新到動態(tài)圖上面進行顯示。顯示完畢之后，將DMA中斷標志位adcDmaOverFlag置為0，并重新開始下一輪采樣。下一輪新的100個采樣結(jié)果會將存儲在數(shù)組中舊的采樣結(jié)果覆蓋。

9）程序編譯，下載，在開發(fā)板背面的輸出端子PB1(A0)和GND管腳上，使用信號源，輸入幅值為3伏、直流偏移為1.5伏、頻率為100KHz、占空比為50%的方波，如下圖所示：

圖 6-24 方波信號輸入測試圖

開發(fā)板所顯示的動態(tài)圖如下：

圖?6-25 采樣結(jié)果顯示圖

由上圖可以看出，對于100KHz的輸入信號，每個周期約有24個采樣點，可驗證單通道采樣率為2.4MHz。

讀者可改變輸入波形，查看ADC采樣的波形圖，注意信號源給出的電壓范圍不要超過0-3.3伏，這是STM32F469的ADC的輸入范圍。