[发明专利]基于MCU的DMA功能控制AD转换器峰值采样方法

说明书

本发明涉及一种基于MCU的DMA功能控制AD转换器峰值采样方法，包括如下步骤：根据AD转换器的时序要求配置好MCU的定时器DMA功能；配置连接AD转换器的端口寄存器指向第一缓冲区，AD转换器数据通过MCU的端口传输到第一缓冲区，进入中断执行程序；中断执行程序的第Ⅰ阶段，在小于1us的时间里完成DMA的关闭、重新指定数据端口寄存器传输到第二缓冲区，然后重新启动DMA；在第Ⅱ阶段，程序寻找上个缓冲区中已经填满的AD电压和电流数据中的最大值和最小值，并计算出平均值；在第Ⅲ阶段，MCU可执行其他程序。本发明能够用最简单的电路图实现电压、电流的无丢失连续全采样，并由此实现电压、电流峰值和纹波测量。

技术领域：

本发明涉及仪器仪表和电子测量领域，尤其涉及一种基于MCU的DMA功能控制AD转换器峰值采样方法。

背景技术：

在电子测量领域，实现电压或者电流的峰值和纹波测量，通常采用硬件的峰值采样保持电路或者FPGA/CPLD单独连接AD模数转换器进行采样再通过FPGA/CPLD传给MCU的方法，如图1、图2所示。这些方法都有各自的缺点，都很难实现峰值采样的无丢失和随意可控时间段范围里的峰值和纹波测量。而且增加CPLD或者FPGA的方法增加了电路的复杂性和提高了成本。

发明内容：

本发明的目的是要克服现有技术的不足，提供一种利用MCU的DMA功能控制AD转换器实现电压电流无丢失的采样技术实现峰值和纹波测量的方法。

本发明提供一种基于MCU的DMA功能控制AD转换器峰值采样方法，包括如下步骤：

步骤一、首先根据AD转换器的时序要求配置好MCU的定时器DMA功能；

步骤二、MCU定时器配置完成后，先配置连接AD转换器的端口寄存器指向第一数据缓冲区，启动定时器后无需MCU干预，AD转换器数据通过MCU的端口传输到第一数据缓冲区，当DMA计数到达设定的计数值n时，触发DMA中断，进入中断执行程序；

步骤三、中断执行程序的第Ⅰ阶段，在小于1us的时间里完成DMA的关闭、重新指定数据端口寄存器传输到第二数据缓冲区，然后重新启动DMA；在第Ⅱ阶段，程序寻找上个缓冲区中已经填满的AD电压和电流数据中的最大值和最小值，并计算出平均值；在第Ⅲ阶段，MCU可执行其他程序；等到下一个DMA中断开始，又重复上述过程。

其中，步骤一中，配置MCU的定时器DMA是用MCU内部定时器输出产生1MHz的频率去控制AD转换器的/CNVST和A/B端口，定时器的上、下计数方式都触发DMA数据传输，从MCU端口传到定义的缓冲区，采用DMA计数中断，每n个计数到了就进入中断程序；/CNVST是下降沿触发一次AD转换过程，一次转换两个通道的数据，总共需要2us的时间；然后定义两个大小相同的数据缓冲区，一旦启动定时DMA方式采样，就不停的在两个数据缓冲区之间切换读取AD数据，以此实现无丢失的电压、电流采样。

作为优选，所述AD转换器为模数转换器AD7655，所述MCU为STM32F103VCT。

本发明的有益效果是：

(1)本发明运用MCU的DMA数据传输技术实现AD转换器的数据读取到MCU内部；

(2)该方法能实现AD采样数据无丢失，克服传统的间断采样的缺陷；

(3)整个程序流程围绕DMA中断的方式完成，并实现电压、电流峰值采样和纹波测量；

(4)本发明能够用最简单的电路图实现电压、电流的无丢失连续全采样，并由此实现电压、电流峰值和纹波测量。

附图说明：

图1是电压电流采样的通用方法原理框图；

图2是电压电流采样通用方法的时序图；