【实战经验】PWM硬件间隔触发ADC

发表于 2016-12-28 19:52

本帖最后由香水城于 2017-8-14 14:36 编辑

PWM硬件间隔触发ADC

前言
在各种应用场景中，比如电机，电源，变频器等应用中，ADC的采样点会有很严格的要求，如果采样点选择错误，会给整个控制系统造成严重后果，本文针对STM32Fxxx的PWM波硬件间隔ADC采样实现方式做简要介绍；

PWM硬件触发ADC
在STM32Fxxx中Timer1一般用于产生互补输出的ADC，一般的设定都是使用PWM波中心点，或者是Timer1的第四通道（TIM1_CH4）作为ADC的触发输入信号（可改变采样点的选取）；该设定一般是每个PWM周期触发ADC采样一次，软件设定也比较成熟：
PWM波中心点触发ADC设定：

TIM1_CH4作为ADC的触发信号设定：

PWM硬件间隔触发ADC
有些应用场景下，ADC硬件触发转换结束后会进行系统的关键程序的计算，比如电机的FOC算法，电源的电流环控制等，当客户使用的芯片速度没有足够快，比如使用了STM32F0xx（48MHz主频），或者PWM波太快，比如电源60KHZ的PWM波，在一个PWM波周期内无法完成ADC转化以及核心算法计算，这时候需要在2个PWM周期或者是多个PWM周期进行ADC的触发转化，此时就需要将ADC的硬件触发转化变为间隔采样；

PWM波中心点间隔触发ADC设定
在STM32Fxxx中最直接有效的设定，使用Repetition寄存器，同时设定Timer1的update信号作为触发输出，图一的蓝色箭头即为此种情况的触发点设定

可改变采样点的间隔触发ADC设定
可改变采样点的间隔ADC触发，即图一中的绿色箭头，使用TIM1_CH4这种方式不能实现纯硬件触发采样，这种情况下有两种方法可实现这个采样方式：
一，硬件触发+软件计数方式
ADC的采样及转化时间很短，基本上需要间隔采样方式，时间基本上都是消耗在算法实现上，所以可以采用每个PWM周期都进行硬件触发ADC，但算法计算则是间隔实现，使用全局变量的计数方式，也就是在ADC转换完成结束后，进行计数，当计数值达到间隔采样数据后才进行算法计算，这种方法即兼容了ADC可改变采样点以及间隔计算的目的，比较实用；
二，纯硬件方式
此时需要引入辅助Timer来实现，辅助Timer的频率设定为Timer1的倍数关系，倍数的数值设定为间隔周期，辅助Timer的比较寄存器数据设定为采样点的数据（比如上面所说的TIM1_CCR4）

对应PDF：PWM硬件间隔触发ADC
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