¿Cómo reconstruir la señal de entrada usando DAC?

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Estoy trabajando en un proyecto en el que -

  1. Tengo que monitorear continuamente la entrada del ADC en un microcontrolador (STM32F407) y verifique si el valor cruza un cierto umbral.
  2. Si el valor cruza el umbral, inicie un temporizador durante 100 ms.
  3. Dentro de este período, use DMA para transferir muestras de ADC a un búfer. Después del período Transcurridos, se llamará una devolución de llamada periodepuesta donde detengo el temporizador y el proceso de transferencia DMA de ADC.

Estoy proporcionando una entrada de ADC de un sensor piezoeléctrico y quiero enviar estas muestras a la salida de un DAC y verificar en mi osciloscopio si coincide con mi entrada. Pero no estoy seguro de cómo hacer eso. ¿Alguien puede guiarme aquí? He configurado mi frecuencia de muestreo de ADC a aproximadamente 50 microsegundos y el período del temporizador a 100 milisegundos. Aquí está mi código -

#include "main.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "usb_host.h"
ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
DAC_HandleTypeDef hdac;
DMA_HandleTypeDef hdma_dac1;
I2C_HandleTypeDef hi2c1;
TIM_HandleTypeDef htim3;


/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
int do_once;
int entry_count=0;
int interrupt_counter=0;
uint16_t raw_value = 0;
uint16_t buffer[2000]={0};
float VDDAmillivolts=0;

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
static void MX_DAC_Init(void);
static void MX_TIM3_Init(void);
void MX_USB_HOST_Process(void);
void errorhandle();


/* USER CODE BEGIN PFP */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance==TIM3)
    {
        HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);
        HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);
        do_once=1;
        interrupt_counter++;

    }
}

/* USER CODE END PFP */


  * @brief  The application entry point.
  *
  * @retval None
  */
int main(void)
{


  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USB_HOST_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_DAC_Init();
  MX_TIM3_Init();


  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)
  {
        do_once =0;
        for(int index=0;index<2000;index++)
        {
            buffer[index]=0;
        }
        HAL_ADC_Start(&hadc1);
        while (!(__HAL_ADC_GET_FLAG(&hadc1,ADC_FLAG_EOC)));
        raw_value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

        VDDAmillivolts=(raw_value*3000)/(0xFFF);
        if(VDDAmillivolts1>200)
        {
            entry_count++;
            HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
            while(do_once==0)
            {   

            if(HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)buffer,2000)!= HAL_OK)
                    errorhandle(); 
          }
      }

    }   

  /* USER CODE END WHILE */

  /**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;

    /**Configure the main internal regulator output voltage 
    */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();

  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

    /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
    */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

    /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
    */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

    /**Configure the Systick interrupt time 
    */
  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);

    /**Configure the Systick 
    */
  HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

  /* SysTick_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}

/* ADC1 init function */
static void MX_ADC1_Init(void)
{

  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;

    /**Configure the global features of the ADC (Clock, Resolution, Data Alignment and number of conversion) 
    */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2;
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
  hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
  hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

    /**Configure for the selected ADC regular channel its corresponding rank in the sequencer and its sample time. 
    */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
  sConfig.Rank = 1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_480CYCLES;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

}

/* DAC init function */
static void MX_DAC_Init(void)
{

  DAC_ChannelConfTypeDef sConfig;

    /**DAC Initialization 
    */
  hdac.Instance = DAC;
  if (HAL_DAC_Init(&hdac) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

    /**DAC channel OUT1 config 
    */
  sConfig.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_SOFTWARE;
  sConfig.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE;
  if (HAL_DAC_ConfigChannel(&hdac, &sConfig, DAC_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

    /**DAC channel OUT2 config 
    */
  if (HAL_DAC_ConfigChannel(&hdac, &sConfig, DAC_CHANNEL_2) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

}

/* I2C1 init function */
static void MX_I2C1_Init(void)
{

  hi2c1.Instance = I2C1;
  hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
  hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
  hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
  hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

}

/* TIM3 init function */
static void MX_TIM3_Init(void)
{

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;

  htim3.Instance = TIM3;
  htim3.Init.Prescaler = 8399;
  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim3.Init.Period = 999;
  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

}

/** 
  * Enable DMA controller clock
  */
static void MX_DMA_Init(void) 
{
  /* DMA controller clock enable */
  __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA1_Stream5_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Stream5_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream5_IRQn);
  /* DMA2_Stream0_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream0_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream0_IRQn);

}

/** Configure pins as 
        * Analog 
        * Input 
        * Output
        * EVENT_OUT
        * EXTI
     PC3   ------> I2S2_SD
     PA6   ------> SPI1_MISO
     PA7   ------> SPI1_MOSI
     PB10   ------> I2S2_CK
     PC7   ------> I2S3_MCK
     PC10   ------> I2S3_CK
     PC12   ------> I2S3_SD
*/
static void MX_GPIO_Init(void)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(CS_I2C_SPI_GPIO_Port, CS_I2C_SPI_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(OTG_FS_PowerSwitchOn_GPIO_Port, OTG_FS_PowerSwitchOn_Pin, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, LD4_Pin|LD3_Pin|LD5_Pin|LD6_Pin 
                          |Audio_RST_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : CS_I2C_SPI_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = CS_I2C_SPI_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(CS_I2C_SPI_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : OTG_FS_PowerSwitchOn_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = OTG_FS_PowerSwitchOn_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(OTG_FS_PowerSwitchOn_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : PDM_OUT_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = PDM_OUT_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI2;
  HAL_GPIO_Init(PDM_OUT_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : B1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = B1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_EVT_RISING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(B1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : SPI1_MISO_Pin SPI1_MOSI_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = SPI1_MISO_Pin|SPI1_MOSI_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI1;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : BOOT1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = BOOT1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(BOOT1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : CLK_IN_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = CLK_IN_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI2;
  HAL_GPIO_Init(CLK_IN_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : LD4_Pin LD3_Pin LD5_Pin LD6_Pin 
                           Audio_RST_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LD4_Pin|LD3_Pin|LD5_Pin|LD6_Pin 
                          |Audio_RST_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : I2S3_MCK_Pin I2S3_SCK_Pin I2S3_SD_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = I2S3_MCK_Pin|I2S3_SCK_Pin|I2S3_SD_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF6_SPI3;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : OTG_FS_OverCurrent_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = OTG_FS_OverCurrent_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(OTG_FS_OverCurrent_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : MEMS_INT2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = MEMS_INT2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_EVT_RISING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(MEMS_INT2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @param  file: The file name as string.
  * @param  line: The line in file as a number.
  * @retval None
  */
void errorhandle()
{
    while(1)
    {
    }
}
void _Error_Handler(char *file, int line)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  while(1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/**
  * @}
  */

/**
  * @}
  */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

EDITAR - ¿Debo enviar los datos al DAC después de cada conversión de las muestras ADC o después de que todas las muestras se hayan convertido?

EDITAR: para probarlo, proporcioné una entrada de una onda sinusoidal de un generador de señales y usé el siguiente fragmento de código.

uint16_t buffer[3000]={0};
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    HAL_DAC_Start_DMA(&hdac,DAC_CHANNEL_1,(uint32_t*)buffer,3000,DAC_ALIGN_12B_R);
    //HAL_Delay(1000);
}
int main(void)
{
 while (1)
  {
/* USER CODE END WHILE */
  if(HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)buffer,3000)!= HAL_OK)
                {
                    Error_Handler();
                }
  }
}

Pero el ADC_DMA_START se ejecuta solo una vez y el código siempre está en la función de devolución de llamada. No vuelve al tiempo otra vez. Cualquier ayuda sería apreciada. Al menos quiero poder enviar una onda sinusoidal de mi ADC a DAC para empezar.

    
pregunta user3147192

1 respuesta

1

Lamentablemente, el STM32F407 no admite transferencias DMA periféricas a periféricas directas (al menos según el manual de referencia).

Afortunadamente, el ADC y el DAC son ambos de 12 bits, por lo que no hay que hacer ninguna conversión.

Por lo tanto, el camino a seguir es transferir las muestras de ADC a una ubicación de memoria y luego transferirlas a la DAC, lo que se puede realizar mediante otra secuencia de DMA.

Para que funcione, necesita un temporizador para activar la actualización de DAC, ya que DAC es un periférico consumidor sin un reloj de muestra interno y no generará solicitudes de transferencia de DMA por sí solo. Hay varios temporizadores disponibles que pueden usarse como activadores.

Si lo desea, también puede sincronizar el muestreo del ADC y la salida del DAC utilizando el mismo temporizador como fuente de disparo para el ADC y el DAC. Probablemente, eso también funcionaría en su lugar, es decir, usar solo una dirección de memoria, ya que el DMA transferiría el valor al DAC primero (sin tiempo de espera) y luego el valor de la muestra de ADC se transferiría allí. El valor DAC se retrasará con respecto a una muestra.

    
respondido por el Arsenal

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