探索STM32H723：实现高效的数据采集与处理

只看该作者 · 2024-11-25 07:36

STM32H723是一款高性能的微控制器，具有强大的算力和丰富的外设接口，非常适合用于数据采集与处理场景。本文将通过一个示例项目，展示如何使用STM32H723的ADC和DMA功能实现高效的数据采集，并利用其强大的FPU进行实时数据处理。
一、项目目标本项目使用STM32H723的ADC采集模拟信号，通过DMA将数据传输到内存，最后利用STM32H723的浮点单元（FPU）对数据进行FFT变换，实现频域分析。
二、硬件资源

核心芯片：STM32H723
模拟输入信号源（如信号发生器）
开发板电源和调试接口
外部晶振（如有必要）

三、开发环境

STM32CubeIDE
STM32CubeMX（生成初始化代码）
CMSIS DSP库（用于FFT计算）

四、代码实现以下是关键代码实现部分：

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#include "main.h"

#include "arm_math.h"



#define ADC_BUFFER_SIZE 1024

#define FFT_SIZE 512



ADC_HandleTypeDef hadc1;

DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;



uint16_t adc_buffer[ADC_BUFFER_SIZE];

float32_t input_signal[FFT_SIZE];

float32_t fft_output[FFT_SIZE];

arm_rfft_fast_instance_f32 S;



/* 初始化ADC */

void MX_ADC1_Init(void) {

    hadc1.Instance = ADC1;

    hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;

    hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;

    hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;

    hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;

    hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;

    hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;

    hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;

    HAL_ADC_Init(&hadc1);



    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;

    sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;

    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5;

    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);

}



/* 初始化DMA */

void MX_DMA_Init(void) {

    __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();



    hdma_adc1.Instance = DMA2_Stream0;

    hdma_adc1.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;

    hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;

    hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;

    hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;

    hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;

    hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;

    hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;

    hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;

    HAL_DMA_Init(&hdma_adc1);



    __HAL_LINKDMA(&hadc1, DMA_Handle, hdma_adc1);

}



/* 主函数 */

int main(void) {

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();

    MX_DMA_Init();

    MX_ADC1_Init();



    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)adc_buffer, ADC_BUFFER_SIZE);



    arm_rfft_fast_init_f32(&S, FFT_SIZE);



    while (1) {

        /* 将ADC采集数据转换为浮点格式 */

        for (int i = 0; i < FFT_SIZE; i++) {

            input_signal[i] = (float32_t)adc_buffer[i];

        }



        /* 计算FFT */

        arm_rfft_fast_f32(&S, input_signal, fft_output, 0);



        /* 数据处理... */

        HAL_Delay(100);

    }

}