STM32 ADC Multi Channel Using DMA - FabLabSeoul/WingProject GitHub Wiki

STM32 ADC Multi Channel Using DMA

아날로그 입력을 두개 이상을 받아야 할 때 ADC 채널을 이용할 수 있다. STM32 Value line discovery 보드는 ADC1, ADC2 두개의 A/D 컨버터가 있지만, 채널을 사용하면 ADC1 하나로 두 개 이상의 아날로그 데이타를 받을 수 있다. 문제는 ADC1에서 아날로그를 디지털 정보로 바꾼 후, ADC1->DR 레지스터에 저장되는데, 두 개이상의 아날로그 입력을 동시에 포트로부터 받게되면, ADC1->DR 정보가 덮어씌워지기 때문에, 기존 방식대로 사용해서는 안된다. 이 때 사용하는 것이 DMA(Direct Memory access Controller) 다. 포트로 아날로그 정보를 받은 후, ADC1 컨버터를 거쳐 변환된 정보를 지정된 메모리에 저장하게 하는 기능이다. 2개의 아날로그 입력을 받고 싶다면, 두 개의 정보를 받을 메모리를 만들고, 해당 메모리를 ADC 채널에 연결시켜주기만 하면된다. 유용하고, 간단한 기능이기 때문에 자주사용하게 될 것이다. 간단한 개념은 http://egloos.zum.com/recipes/v/5152867 사이트를 참조하자.

앞으로 설명할 MultiChannel ADC using DMA 예제는 STM32\stm32vldiscovery_package\Project\Examples\ADC_Channel2 폴더에 있다.

이 예제는 포트 PC1, PC2 로부터 아날로그 신호를 받아, 각각의 포트의 전압이 2V 이상이되면, PC9, PC8 LED를 켜게한다. 이 예제를 실행해 보려면, 가변저항 두 개가 있어야 한다. 자세한 회로 설계는 각자 알아서 하길 바란다.

아날로그 입력 초기화

PC1, PC2 를 아날로그 입력으로 받는다. 굳이 PC 포트를 쓴 이유는, 포트와 ADC1 간에 채널을 연결하기 위해서다. ADC1는 채널마다 정해진 포트가 있다. 정해진 채널 포트 테이블은 다음과 같다. ADC1_IN0 은 Channel_0 을 말한다.

Channel	Port
ADC1_IN0	PA0
ADC1_IN1	PA1
ADC1_IN2	PA2
ADC1_IN3	PA3
ADC1_IN4	PA4
ADC1_IN5	PA5
ADC1_IN6	PA6
ADC1_IN7	PA7
ADC1_IN8	PB0
ADC1_IN9	PB1
ADC1_IN10	PC0
ADC1_IN11	PC1
ADC1_IN12	PC2
ADC1_IN13	PC3
ADC1_IN14	PC4
ADC1_IN15	PC5

PC1, PC2 의 아날로그 입력을 받게 하는 설정 코드다. GPIOC 에 클럭을 설정하는 코드는 다른 곳에 있기 때문에, 여기서는 생략한다.

GPIO_InitTypeDef myGPIO;
myGPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2; //set to pin 1, 2
myGPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //set as analog input
GPIO_Init(GPIOC, &myGPIO); //set to C1, C2

PC8,PC9 LED 설정

PC8, PC9 포트를 출력으로 설정한다. PC8,9는 STM32 Value line discovery 보드 위에 LED 3,4번과 연결되어 있다.

//Configure other I/O pins
void GPIO_config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef myGPIO;

    // initialize LED C8, 9 
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    GPIO_StructInit(&myGPIO);
    myGPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
    myGPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    myGPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &myGPIO);
}

ADC 설정

여기까지는 기존 ADC 설정과 크게 다르지 않다.

• ADC_NbrOfChannel : Number of Channel 은 채널의 수다. 두 개의 채널을 사용할 것이니 2 다.

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //clock for ADC (max 14MHz, 72/6=12MHz)
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); //enable ADC clock

//configure ADC1 parameters
ADC_InitTypeDef myADC;
myADC.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
myADC.ADC_ScanConvMode = ENABLE;
myADC.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
myADC.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
myADC.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
myADC.ADC_NbrOfChannel  = 2;
ADC_Init(ADC1, &myADC);

DMA 설정

DMA 에 관련된 내용은 매뉴얼을 참조하자. DMA1 도 ADC, DAC와 마찬가지로 클럭을 설정해줘야 한다.

• DMA_PeripheralBaseAddr 변수를 통해 어떤 레지스터의 정보를 받을 지 메모리 주소를 설정한다.
• DMA_MemoryBaseAddr 변수를 통해 실제로 저장될 메모리 주소를 설정한다.
• DMA_BufferSize 변수에 저장할 메모리 크기를 설정한다. 만약 uint32 두개를 받는다면, 2를 넣으면 된다.
• DMA_MemoryDataSize 변수에 저장할 데이타 크기를 설정한다. 현재 uint32 형으로 받기 때문에 32비트 사이즈의 Word로 초기화 한다. 16비트 데이타를 받을 것이라면 HalfWord 로 설정한다.
• DMA_MemoryInc 변수에 DMA_MemoryInc_Enable 로 설정해야 메모리 주소를 증가시키면서 다음 메모리에 정보를 쓰게 된다.
• DMA_Mode 변수에는 DMA_Mode_Circular 로 설정한다. 이렇게되면 정해진 크기의 메모리에 데이타를 다 쓰면, 처음으로 돌아가서 계속 쓰게 된다. 매 루프 마다 정보를 갱신해야 한다면, 메모리를 효율적으로 쓸 수 있는, 이 옵션으로 설정하는게 좋다.

__IO uint32_t ADC_DualConvertedValueTab[2]; // 전역 변수 

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	
// DMA1 channel1 configuration ----------------------------------------------
DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_DualConvertedValueTab;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word; // 32bit
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word; // 32bit
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

// Enable DMA1 Channel1
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

ADC Channel 설정

ADC1에 채널을 연결한다. ADC_Channel_11은 PC1과 연결되고, ADC_Channel_12는 PC2와 연결된다. 즉, 포트 PC1으로부터 받은 아날로그 정보는 Channel_11 을 통해 디지털로 변환되어 DMA를 통해, 최종적으로 ADC_DualConvertedValueTab[0] 위치에 저장된다. 마찬가지로 포트 PC2로부터 받은 아날로그 정보는 Channel_12를 통해 디지털로 변환되어 DMA를 통해, 최종적으로 ADC_DualConvertedValueTab[1] 위치에 저장된다.

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_11, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); //PC1 as Input
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_12, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5); //PC2 as Input
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

ADC1 초기화 그리고, 변환 시작

이 코드의 내용은 STM32 ADC에 있으니 참조하자.

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

전체 예제 코드

설명을 쉽게 하기위해 위에 보여준 코드는 실제 예제코드와는 조금 다르다. 최종 예제 코드는 다음과 같다.

이 예제는 포트 PC1, PC2 로부터 아날로그 신호를 받아, 각각의 포트의 전압이 2V 이상이되면, PC9, PC8 LED를 켜게한다. 이 예제를 실행해 보려면, 가변저항 두 개가 있어야 한다.

//
// ADC Channel 2 Example
//

#include "stm32f10x.h"
#include "STM32vldiscovery.h"
#include "stm32f10x_adc.h"
#include "stm32f10x_dma.h"


double x = 0, y = 0;
GPIO_InitTypeDef myGPIO;
ADC_InitTypeDef myADC;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
 __IO uint32_t ADC_DualConvertedValueTab[2];
 

//Configure other I/O pins
void GPIO_config(void)
{
    // initialize LED C8, 9 
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    GPIO_StructInit(&myGPIO);
    myGPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
    myGPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    myGPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &myGPIO);
}

 
void adc_config()
{ 
  // PC1, PC2를 analog input 모드로 설정한다.  
  myGPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2; //set to pin 1, 2
  myGPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //set as analog input
  GPIO_Init(GPIOC, &myGPIO); //set to C1, C2

  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	
  RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //clock for ADC (max 14MHz, 72/6=12MHz)
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); //enable ADC clock

  // DMA1 channel1 configuration ----------------------------------------------
  DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_DualConvertedValueTab;
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2;
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word; // 32bit
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word; // 32bit
  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
  DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
  DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
  // Enable DMA1 Channel1
  DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
	
  //configure ADC1 parameters
  myADC.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
  myADC.ADC_ScanConvMode = ENABLE;
  myADC.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
  myADC.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
  myADC.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
  myADC.ADC_NbrOfChannel  = 2;
  ADC_Init(ADC1, &myADC);
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_11, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); //PC1 as Input
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_12, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5); //PC2 as Input
  ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

  //enable
  ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

  //Calibrate ADC *optional?
  ADC_ResetCalibration(ADC1);
  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
  ADC_StartCalibration(ADC1);
  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}

int main(void)
{
    GPIO_config(); //configure pins
    adc_config(); //configure ADC
	
    while(1)
    {
        x = ADC_DualConvertedValueTab[0] * 3.3/4095; //get analog value and convert to volts, 12bit ADC
 
        if(x > 2)
        {
          GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_9, Bit_SET);//turn LED on 1
        }
        else 
        {
          GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_9, Bit_RESET);//turn LED off 0
        }
				
        y = ADC_DualConvertedValueTab[1] * 3.3/4095; //get analog value and convert to volts, 12bit ADC
 
        if(y > 2)
        {
          GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_SET);//turn LED on 1
        }
        else 
        {
          GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_RESET);//turn LED off 0
        }
    }
}

#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 can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
  }
}
#endif

/******************* (C) COPYRIGHT 2010 STMicroelectronics *****END OF FILE****/