1. A/D 入力について分解能 12bit の A/D コンバータ入力です A/D 入力電圧とディジタル値との対応は理論上入力電圧 0V : 0 入力電圧 +3V : 4095 です実際はオフセットと傾きがありぴったりこの数値にはなりません 2. A/D 入力に使用する信号 STM32L_A

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あおしはかまや
7 years ago
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1 STM32L_ADC の説明 V /03/30 STM32L-Discovery の A/D 入力を行うプログラムです A/D CH0 ~ A/D CH3 の 4 本の入力が可能です提供する PC のアプリケーション Access_SerialPort を使用して UART( 非同期シリアル通信 ) により A/D 入力の表示を行うことができます無料の開発ツール Atollic TrueSTUDIO for ARM Lite ( 試用版 ) で作成したプロジェクトですプログラムの開始番地は 0x ですデバッグが可能です目次 1. A/D 入力について A/D 入力に使用する信号 UART に使用する信号プログラム実行時の動作と確認実行時の動作動作確認 ) Access_SerialPort アプリケーションの起動画面 ) COM ポートと通信速度の選択 ) A/D データ入力コマンド ) ADC Input CH0 コマンド送信時の動作 ) ADC Input ALL コマンド送信時の動作 ) ADC Input STOP コマンド送信時の動作プロジェクトの構成独自に追加したソースフォルダソースフォルダ src のファイル主なモジュールの説明 HandleADC ) ADC の初期化 ) A/D 入力開始 ) A/D 入力データの移動平均処理 ) 移動平均について HandleTIM HandleUART main.c UserPrograms CommunicateHOST

2 1. A/D 入力について分解能 12bit の A/D コンバータ入力です A/D 入力電圧とディジタル値との対応は理論上入力電圧 0V : 0 入力電圧 +3V : 4095 です実際はオフセットと傾きがありぴったりこの数値にはなりません 2. A/D 入力に使用する信号 STM32L_ADC プロジェクトにおける STM32L-Discovery の A/D 入力に使用する信号は A/D_CH0 ~ A/D_CH3 の 4 本です以下に A/D 信号表を示します A/D 信号表ピン番号信号名 CPU 機能名 CPU 信号名 STM32L-Discovery コネクタピン番号 1 A/D_CH0 ADC_IN10 PC0 P A/D_CH1 ADC_IN11 PC1 P A/D_CH2 ADC_IN12 PC2 P A/D_CH3 ADC_IN13 PC3 P1-14 2

3 3. UART に使用する信号 STM32L-Discovery の UART( 非同期シリアル通信 ) に使用する信号と接続相手との接続は以下の通りです 1) UART1 接続信号表 STM32L-Discovery の UART 信号番号 CPU 機能名 CPU 信号名基板コネクタピン番号方向接続相手の信号名 1 USART1_TX PA9 P > RxD 2 2 USART1_RX PA10 P2-21 < --- TxD 3 3 GND GND P1-2, P1-9, P1-28 P2-2, P2-5, P2-28 < --- > GND 5 D-SUB 9S ストレート接続 2) RS232C ドライバ接続例この例では DSUB-9S には TxD, RxD, GND の 3 本の信号以外は接続されません 3

4 3) PC との接続例 PC との接続は以下のようになります STM32L-Discovery PC RS232C ドライバ RS232C 変換ケーブル DSUB-9S 図 3. 3) RS232C ドライバと DSUB-9S との接続は以下の通りです RS232C ドライバ DSUB-9S 1 RS1_TxD --- > 2 RxD 2 RS1_RxD < TxD 3 GND < --- > 5 GND 4

5 4. プログラム実行時の動作と確認 4.1. 実行時の動作 1) プログラムを実行すると基板上の LED LD3( 緑 ) が 1 秒点灯 2 秒消灯で点滅します 2) UART1 ポートで A/D 入力コマンドを受信すると指定された A/D の CH の A/D 値を出力します 4.2. 動作確認 UART( 非同期シリアル通信 ) のツール Access_SerialPort アプリケーションを使用して CPU 基板が送出する A/D 入力値を表示することができます 1) Access_SerialPort アプリケーションの起動画面 Access_SerialPort アプリケーションを起動すると以下のダイアログが表示されます 5

6 2) COM ポートと通信速度の選択 COM 選択の ComboBox で COM を選択します確認のメッセージが表示されるのでよい場合は [ はい (Y)] ボタンをクリックします次ページに続く 6

7 この例では COM4 に設定しましたとメッセージが表示されています通信速度は 9600bps でよいのでこのままにしておきます次ページに続く 7

3) A/D データ入力コマンド A/D 入力コマンドには以下の 8 種類があります a) ADC Input STOP : A/D データ送信停止 b) ADC Input CH0 : A/D CH0 データ送信 c) ADC Input CH1 : A/D CH1 データ送信 d) ADC Input CH2 : A/D CH2 データ送信 e) ADC Input CH3 :

8 3) A/D データ入力コマンド A/D 入力コマンドには以下の 8 種類があります a) ADC Input STOP : A/D データ送信停止 b) ADC Input CH0 : A/D CH0 データ送信 c) ADC Input CH1 : A/D CH1 データ送信 d) ADC Input CH2 : A/D CH2 データ送信 e) ADC Input CH3 : A/D CH3 データ送信 f) ADC Input ALL : A/D 全 CH データ送信コマンドを送信すると CPU 基板はコマンドに応じて動作しますコマンド以外の文字列を送信すると文字列がそのままエコーバックされます 4) ADC Input CH0 コマンド送信時の動作 CPU 基板は 0.5 秒に一回 A/D CH0 の A/D データを送信します次ページに続く 8

9 5) ADC Input ALL コマンド送信時の動作 CPU 基板は 0.5 秒に一回 A/D CH0 ~ A/D CH3 の 4CH の A/D データを送信します 6) ADC Input STOP コマンド送信時の動作 CPU 基板は A/D データの送信を停止します 9

10 5. プロジェクトの構成プロジェクトを開いて左側のプロジェクトエクスプローラーを開いた状態です 5.1. 独自に追加したソースフォルダ独自に追加したソースフォルダについて簡単に説明します 1) CommonModules 共通処理を記述しています 2) CommunicateHOST UART の通信処理を記述しています A/D 入力のコマンドを受信して処理を行います 3) Handles Peripheral の設定などを行っています a) HandleTIM.h HandleTIM.c タイマ割り込みを使用するためにタイマの初期設定を記述しています b) HandleUART.h HandleUART.c UART の初期設定と送受信の処理を記述しています c) HandleADC.h HandleADC.c A/D の初期化と A/D 入力の処理を記述しています 4) UserPrograms Status LED に使用している I/O の初期設定と点滅処理を記述しています 10

11 5.2. ソースフォルダ src のファイルフォルダ src の中の特に重要なファイルについて説明します 1) main.c main モジュールが記述されていますプログラムはここから開始します I/O と A/D の初期設定と UART による送受信モジュールの呼び出しを記述しています 2) stm32f4xx_it.c Timer2 割り込みと UART 割り込みおよび A/D の割り込み処理を記述しています 6. 主なモジュールの説明 6.1. HandleADC 1) ADC の初期化 ADC の初期化を行います //Initialize A/D Converter void InitializeADC(void); 2) A/D 入力開始指定された A/D CH の入力を開始します // // A/D 入力開始 // // 引数 : // int8_t int8_ch : A/D CH の指定 // void StartAD(int8_t int8_ch); 11

12 3) A/D 入力データの移動平均処理 A/D 入力データに対して各 CH ごとに移動平均処理を行います // // A/D 入力データの移動平均処理 // void MovingAverageADC(void); 4) 移動平均についてデータ 8 個の移動平均について説明しますデータ 8 個の平均を新しいデータが入力される毎に 1 データずつずらして平均していきます平均するデータが移動していくので移動平均と呼びます以下にその様子を示します Data0 Data1 Data2 Data3 Data4 Data5 Data6 Data7 Data8 Data9 Data10 Data11 Data0 ~ Data7 の平均値 Data1 ~ Data8 の平均値 Data2 ~ Data9 の平均値 Data3 ~ Data10 の平均値 Data4 ~ Data11 の平均値移動平均は上の図のようにでこぼこしたデータを滑らかにする効果があります平均する個数を多くするほど滑らかになりますが応答が遅くなります短い時間での変化が見えなくなってしまいますまた平均する個数を多くするほどグラフの形が後ろにずれていきます // // A/D 入力データの移動平均処理 // void MovingAverageADC(void); の処理では移動平均の個数を 32 個に設定していますヘッダファイル HandleADC.h のなかで #define defnumbersaverage 32 を定義していますこの定義を変更すると移動平均の個数を変更できます 12

13 6.2. HandleTIM 1) Timer2 初期化 //Timer2 初期化 // 引数 : // uint16_t uint16_tim_pulse1 : Timer2 CH1 インターバル // uint16_t uint16_tim_pulse2 : Timer2 CH2 インターバル // uint16_t uint16_tim_pulse3 : Timer2 CH3 インターバル // uint16_t uint16_tim_pulse4 : Timer2 CH4 インターバル void InitializeTimer2(uint16_t uint16_tim_pulse1, uint16_t uint16_tim_pulse2, uint16_t uint16_tim_pulse3, uint16_t uint16_tim_pulse4); 2) Timer2 割り込み禁止 //Timer2 割り込み禁止 void DisableIrqTim2(void); 3) Timer2 割り込み許可 //Timer2 割り込み許可 void EnableIrqTim2(void); 6.3. HandleUART 1) UART の初期化 //UART1 初期化 void InitializeUART1(uint32_t uint32_baudrate); 13

14 6.4. main.c 1) 使用するクロックの初期化 void RCC_Configuration(void); 2) I/O の初期化 void Init_GPIOs(void); 6.5. UserPrograms 1) LED に使用する I/O の初期化 // Status LED ポート初期化 void InitializePortStatusLED(void); // Action LED ポート初期化 void InitializePortActionLED(void); 2) StatusLED の点滅点滅一回の処理 // Status LED 点滅 void BlinkStatusLED(uint16_t uint6_timeon, uint16_t uint16_timeoff); 14

15 6.6. CommunicateHOST 1) UART の初期化 // // HOST 通信パラメータ初期化 // // 引数 : // uint32_t uint32_baudrate : 通信速度 // void InitializeCommunicateHOST(uint32_t uint32_baudrate); 2) HOST 通信処理受信処理を行い受信コマンドを処理して応答データを送信します // // HOST 通信処理 // // 戻り値 : // -1 : 処理中 // 0 : 終了 // int16_t CommunicateHOST(void) 3) UART 送信設定された送信データを送信します //UART 送信処理 // 引数 : // uint16_t uint16_length : 送信データ数 // 戻り値 : // 0 : 送信終了 // 1 : エラー void SendUART(uint16_t uint16_length); 15

16 4) UART 受信受信の有無をチェックして受信があったら受信データを受信 Buffer に格納して受信データ数を返します // UART 受信処理 // 引数 : // uint8_t *puint8_receivebuffer : 受信データを格納する Buffer のポインタ // 戻り値 : // -1 : 受信なし // 0 : 受信なし // 1 以上 : 受信 byte 数 int16_t ReceiveUART(uint8_t *puint8_receivebuffer); 5) HOST コマンドの実行受信コマンドを判定してそれぞれの処理モジュールを呼び出します // HOST コマンドを実行する // 引数 : // uint16_t uint16_receivelength : 受信データ数 // uint8_t *puint8_receivedata : 受信データが格納されている Buffer のポインタ // uint8_t *puint8_senddata : 応答送信データを格納する Buffer のポインタ // 戻り値 : 応答送信データ数 uint16_t ExecuteCommandHOST(uint16_t uint16_receivelength, uint8_t *puint8_receivedata, uint8_t *puint8_senddata); 16

17 6) A/D 入力処理 --- // A/D 入力コマンド処理 --- // 引数 : // uint16_t uint16_datalength : パラメータのデータ数 // uint8_t *puint8_parameter : A/D 入力パラメータのポインタ // "CH0" ~ "CH5" : 単独 CH の A/D 入力開始 // "ALL" : 6CH 全てのA/D 入力開始 // "STOP" : A/D 入力の停止 // uint8_t *puint8_senddata : 応答データを格納する Buffer のポインタ // 戻り値 : 応答送信データ数 --- uint16_t ComActInputADC(uint16_t uint16_datalength, uint8_t *puint8_parameter, uint8_t *puint8_senddata); // Command : "ADC Input [Parameter]" の [Parameter] の部分を判定して A/D データの送信を決定する // パラメータを判定して A/D データ送信状態フラグをセット //volatile int16_t GLB_intCommunicateADC = -1; // A/Dデータ送信状態フラグ [Parameter] // -1 : A/D 送信停止 "STOP" // 0 : A/D CH0データ送信 "CH0" // 1 : A/D CH1データ送信 "CH1" // 2 : A/D CH2データ送信 "CH2" // 3 : A/D CH3データ送信 "CH3" // 4 : A/D CH4データ送信 "CH4" : STM32L-Discoveryはなし // 5 : A/D CH5データ送信 "CH5" : STM32L-Discoveryはなし // 6 : A/D 全 CHデータ送信 "ALL" 17

18 改訂履歴 V /02/25 初版 V /02/25 1. A/D について入力電圧値を訂正 V /03/30 説明追加 18

1. UART について UART は Universal Asynchronous Receiver Transmitter の頭文字をとったもので非同期シリアル通信と呼ばれますシリアル通信とは一本の信号線でデータをやりとりするために 1bit ずつデータを送出することをいいますデータを受

1. UART について UART は Universal Asynchronous Receiver Transmitter の頭文字をとったもので非同期シリアル通信と呼ばれますシリアル通信とは一本の信号線でデータをやりとりするために 1bit ずつデータを送出することをいいますデータを受 STM32L_UART1 の説明 V004 2014/03/30 STM32L-Discovery の UART 1 の送受信を行うプログラムです無料の開発ツール Atollic TrueSTUDIO for ARM Lite( 試用版 ) で作成したプロジェクトですプログラムの開始番地は 0x08000000 ですデバッグが可能です PC アプリケーションの Access_SerialPort