基于树莓派4 + STM32H7 构建支持云端应用的嵌入式系统平台【二】

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已于 2022-06-05 23:19:19 修改 · 1.5k 阅读

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#stm32 #单片机 #arm

于 2022-06-05 17:55:55 首次发布

本文详细介绍了如何在树莓派4配合STM32H7微控制器上实现核心温度、参考电压和VBat电压的实时采样，利用DMA降低CPU负担，并通过定时触发和串口传输数据。同时讨论了STM32H7的DMA配置挑战和自定义ADC驱动。

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基于树莓派4 + STM32H7 构建支持云端应用的嵌入式系统平台【一】

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三. MCU 软件设计构建

1. MCU核心温度采样

先实现基于片内ADC采样核心温度的功能，数据采样使用定时采样方式，采样数据基于DMA传输，减少CPU占用。

（1）设计框架

H743内部有三个独立的ADC转换器，除了能够采样连接到外部的模拟引脚外，还有三个内部的模拟采样通道，分别为核心温度、参考电压、VBat电压。
在这里插入图片描述

所使用的开发板上，有一个可调电阻连接到了PC3引脚，查DataSheet可知，该引脚可作为 ADC3 的 Channel 1 使用：

外部模拟采样输入电路
因此在建立片内采样驱动时，使用 ADC3 作为采样ADC，分别采样：
* 外部引脚PC3上的电压数值
* 内部参考电压
* 内部温度传感器
* V_BAT电压
四路模拟信号数值。采样结果通过DMA传输保存到变量中。
采样使用定时100毫秒采样一次，既10Hz采样率。每次连续采样上述四个通道后，触发处理信号，通知检测任务，处理采样数据，并通过串口传输出去。

（2）片内ADC初始化与驱动

片内 ADC3 的初始化，基于LL固件库接口，参考LL库中关于ADC的使用例程移植改造而来。初始化过程中，需要注意的是对于上述四个采样通道的设置。

目前仅在启动后的初始化中做一次通道的配置，之后运行不再动态改变，因此配置过程比较简单，基本是先配置通道，再启动ADC，之后运行过程中不再配置，因此不需要做配置时的复杂判断逻辑。而在运行过程中动态切换通道配置时，是需要先停止ADC，完全停止后再配置通道，之后再开启采样的。

通道配置中，采样模式设置为软件触发而不是连续自动触发，以满足10Hz的采样率控制；
调用 LL_ADC_REG_SetSequencerLength 接口，设置总采样通道数量为 4 ；
要使能三个内部采样通道，需要调用接口 LL_ADC_SetCommonPathInternalCh，允许对指定通道进行采样；
最后，定义四个采样通道的顺序。
通道配置代码如下：

	if ((LL_ADC_IsEnabled(TEMP_ADC) == 0)               ||
	  (LL_ADC_REG_IsConversionOngoing(TEMP_ADC) == 0)   )
	{
   
   
		LL_ADC_REG_SetTriggerSource(TEMP_ADC, LL_ADC_REG_TRIG_SOFTWARE);
		LL_ADC_REG_SetOverrun(TEMP_ADC, LL_ADC_REG_OVR_DATA_OVERWRITTEN);
		
		LL_ADC_REG_SetSequencerLengt