STM32用定时器控制ADC采集做FFT请教

Posted 2023-05-05

最近在整FFT，现在想用库做256点的FFT，
可ADC采集这块有点迷茫。。
就是怎么让ADC在一个周期内采集256个点
用定时器定时的这个时间怎么算？
比如我要采集一个最大频率22KHz的信号。。
根据采样定理，ADC的采样频率至少要两倍的信号最大频率，也就是22K*2=44KHz
然后还有个AD的总转换时间=采样时间+12.5个周期。。
然后我就不晓得这些东西怎么联系到一起了。。。
望各位能指点下迷津。。。

参考技术A STM32的ADC最高1MHZ，你才要采样44KHZ，足够了。。。444KHZ也和玩似的。。追问

我知道啊那个采样周期怎么选啊

追答

采样周期对应的就是速度了，
Tcovn=采样时间+12.5个周期
其中：Tcovn为总转换时间，采样时间是根据每个通道的SMP位的设置来决定的。例如，当ADCCLK=14Mhz的时候，并设置1.5个周期的采样时间，则得到:Tcovn=1.5+12.5=14个周期=1us。也就是1MHZ的采样速率

STM32HAL ADC+TIM+DMA采集交流信号 基于cubemx

ADC+TIM+DMA采集交流（二）

前言

本文是《STM32HAL ADC+TIM+DMA采集交流信号》的续篇，这一篇我们将让ADC以1M的速度去采集。过程中会学习到ADC时钟，采样率控制的概念。

所需工具：

• 开发板:STM32F103C8T6
• STM32CubeMX
• IDE: Keil-MDK

相关文章：

• STM32HAL ADC+TIM+DMA采集交流信号
• STM32HAL ADC+TIM+DMA采集交流信号(三)

模式简介

前文介绍了ADC+TIM+DMA采集交流，以100k去采集交流信号，可是这样的配置是没法让ADC工作在1M采样率的。这里面需要更改时钟树，来开发ADC的采样上限。

ADC的时钟与采样率上限

ADC的时钟

​ 这就是ADC的时钟，12M。我们可以更改前面的分频器ADC Prescaler来增大或者减小时钟大小。

STM32F1的ADC时钟上限是14M，如果超过了，就会报错。

转换时间

​ 每一次采样都需要一定的时间。他们符合这个公式：
$$转换时间=采样时间+12.5(周期)$$
周期：

​ ADC时钟的倒数，比如12M的ADC时钟，那么一个周期为$$\frac{1}{12M}\approx 0.0833us$$

采样时间：

图上所示就是采样时间，这里选择的是1.5个周期，此时的转换时间是$$1.5+12.5=14（周期）$$对应$$14\ast \frac{1}{12M}\approx 1.166us$$

采样率上限

$$采样率上限=\frac{ADC时钟}{采样时间+12.5}$$

比如前一个文章的12MADC时钟，采样时间1.5hz，那么采样率上限为：
$$\frac{12M}{1.5+12.5}\approx 857k$$
如果我们如图把采样时间设置成7.5个周期呢？

那么采样率上限：
$$\frac{12M}{7.5+12.5}=600k$$

提高采样率上限

​ 相信大家已经注意到了，采样率上限没能达到1M的原因是ADC的时钟只有12M，没有达到上限14M。我们可以通过更改时钟树来让ADC的时钟达到上限14M。

我在后面的处理中，发现F1的ADC的TIM形式触发，正常操作没法开到1M。这一点我在开发F4,H7的过程中没有碰到，可能是我的能力不够理解，也可能是一个BUG。

更改时钟树

更改定时器

触发信号TRGO频率为：$$\frac{56M}{64}=875k$$

特别注意，TIM的时钟在上一步更改系统时钟树的时候，改成了56M。

实际测量发现，900k一下都没有问题。但是900k-1M会碰到触发异常的情况。

采样结果查看

​ 让ADC去采集信号发生器产生的87.5k正弦信号，可以看到一个周期采集到了10个点，到推出采样率就是$$87.5k\ast 10=875k$$。和我们设置的采样率相符。

如何开到1M采样率

不建议这样设置，因为900k和1M的采样效果相差不大。ADC连续模式下，采样率不可控，为了开到1M而牺牲采样率的可控不值得。

我将会在《STM32HAL ADC+TIM+DMA采集交流信号(三)》讲另外一种可行的方案。

更改时钟树

ADC配置

​ 其他配置和ADC配置更改为连续采样，触发方式选择软件触发。

采样结果查看

​ 让ADC去采集信号发生器产生的100k正弦信号，可以看到一个周期采集到了10个点，到推出采样率就是$$100k\ast 10=1M$$。和我们预算一样。

后记

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