51337

Изучение таймеров общего назначения и аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера STM32F100RB

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Некоторые характеристики модулей АЦП микроконтроллера STM32F100RB: 12ти разрядная разрешающая способность; 18 каналов из которых 16 внешние; возможность задавать время преобразования индивидуально для каждого канала 8 дискретных значений; возможность задания одиночного или непрерывного преобразования; самокалибровка; наличие оконного компаратора; запуск преобразования от внешнего источника; работа с модулем DM Injected chnnels инжектированные...

Русский

2014-02-09

62.87 KB

48 чел.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М. Т. Калашникова»

Кафедра «Мехатронные системы»

Лабораторные работы № 2,3

Дисциплина: «Микропроцессорная техника»

Тема: «Изучение таймеров общего назначения и аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера STM32F100RB»

Выполнил: студент гр. 7-05-3

Лазарев Б.П.

Проверил:   преподаватель

Лекомцев П.В.

Ижевск 2012

Введение            3

Техническое задание          5

  1.  Разработка алгоритма программы        6
  2.  Разработка программы         8
  3.  Вычислительный эксперимент                   9

Вывод                      10

Список литературы                    10

Введение

Таймеры – неотъемлемое и весьма востребованное устройство в любом микроконтроллере.

Контроллеры STM32 имеют в своем составе три группы таймеров:

  1.  basic timers  — базовые таймеры;
  2.  general-purpose timers  — общего назначения;
  3.  advanced-control timers  — с расширенными возможностями

Эти три группы перечислены по мере увеличения возможностей таймеров.

Из этой классификации следует, что самые простые – это базовые таймеры.

Таймеры общего назначения способны выполнять функции базовых и обладают дополнительными свойствами.

“general-purpose” (таймеры общего назначения) - это вторая группа таймеров, которые имеются у микроконтроллеров STM32.

Таймеры общего назначения, по сравнении с базовыми, обладают рядом дополнительных возможностей.

Некоторые из них перечислены ниже:

  1.  счетный регистр поддерживает режимы счета:  up — прямой, down — обратный, up/down – двунаправленный (сначала до определенного значения, а затем обратный);
  2.  имеется четыре независимых канала, позволяющих выполнять: захват входного сигнала, сравнение счетного регистра с заданным значением, формирование ШИМ-сигнала или одиночного импульса; по каждому из каналов может формироваться прерывание или запрос DMA; 
  3.  возможность синхронизироваться от нескольких источников: от системной синхронизации, от другого таймера или от внешнего сигнала. 

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, англ. Analog-to-digital converter, ADC) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал).

Некоторые характеристики модулей АЦП микроконтроллера STM32F100RB:

  1.  12-ти разрядная разрешающая способность;
  2.  время преобразования — 1 μs;
  3.  18 каналов, из которых 16 — внешние;
  4.  возможность задавать время преобразования индивидуально для каждого канала (8 дискретных значений);
  5.  возможность задания одиночного или непрерывного преобразования;
  6.  само-калибровка;
  7.  наличие оконного компаратора;
  8.  запуск преобразования от внешнего источника;
  9.  работа с модулем DMA

Injected channels (инжектированные каналы) и Regular channels (регулярные каналы) - это две разновидности опроса каналов.

Количество измерений в группе регулярных каналов может достигать 16. Возможно непрерывное измерение выбранных каналов (по окончанию измерения автоматически запустится новый цикл).

Максимальное количество измерений в группе инжектированных каналов равно четырем. Если запустить измерение инжектированных каналов, то измерение регулярных каналов будет приостановлено. Затем будет выполнено измерение заданных инжектированных каналов и вновь восстановлено измерение каналов регулярной группы.

Техническое задание

Разработать алгоритм и программу на языке «С»  измерения внешнего напряжения посредством АЦП и генерации ШИМ в зависимости от величины измеренного напряжения.

1. Разработка алгоритма программы

Схема алгоритма программы представлена на рисунке 1.

Начало

Подача тактовых импульсов на таймер TIM2, АЦП1 и порта ввода/вывода А (шины APB1 и APB2 соответственно)

Настройка линии РА2 порта А на выход (альтернативный режим)

Разрешить таймеру TIM2 использовать линию РА2 порта А для генерации широтно-импульсной модуляции

Настройка режима широтно-импульсной модуляции

Запуск таймера TIM2

Запуск калибровки АЦП

Устанавливаем период опроса линии РА1 порта ввода/вывода А.

Калибровка окончена?

Устанавливаем последовательность преобразования инжектированной и регулярной группы каналов АЦП1. Разрешаем внешний запуск преобразования инжектированной группы. Устанавливаем последовательность запуска преобразований (одно за другим). Разрешаем преобразование инжектированной группы каналов АЦП1 после регулярной.

А

Рисунок 1 – Схема алгоритма программы

А

Задаём номер канала АЦП1 (1 канал)

Включаем АЦП1

Запуск преобразований

Первое преобразование окончено?

Подача питания прекращена?

Запись результата преобразования в переменную. Умножение переменной на константу. Запись значения переменной в регистр захвата/сравнения таймера TIM2

Конец

Рисунок 1 - Продолжение

2. Разработка программы

В соответствии со схемой алгоритма программы разработана программа. Текст программы представлен на  рисунке 2.

#include<stm32f10x_rcc.h>

#include<stm32f10x_gpio.h>

#include "stm32f10x.h"

int main(void)

{

 GPIO_InitTypeDef PORT;

 //Включаем порты А и С и таймера TIM2

RCC->APB2ENR |= (RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOA);

 RCC->APB1ENR |= (RCC_APB1Periph_TIM2);

 //Настройка ноги PA2 на выход, альтернативный режим

 PORT.GPIO_Pin = (GPIO_Pin_2);

 //Будем использовать альтернативный режим а не обычный GPIO

 PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

 PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

 GPIO_Init(GPIOA, &PORT);

 //Разрешаем таймеру использовать PA2 для ШИМа

 TIM2->CCER |= (TIM_CCER_CC3E);

 //Устанавливаем режим прямого ШИМ-а на ногу PA2(третий канал)

 TIM2->CCMR2|=(TIM_CCMR2_OC3M_1 | TIM_CCMR2_OC3M_2);

 //Запускаем таймер!

 TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

 //Включаем тактирование АЦП

 RCC->APB2ENR |=(RCC_APB2ENR_ADC1EN);

 ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CAL; //Запуск калибровки АЦП

 while (!(ADC1->CR2 & ADC_CR2_CAL)); //Ожидаем окончания калибровки

 ADC1->SMPR2 |=0x0;// (ADC_SMPR2_SMP1_2 | ADC_SMPR2_SMP1_1 | ADC_SMPR2_SMP1_0); //Задаем длительность выборки/

 ADC1->CR2 |= ADC_CR2_JEXTSEL; //Преобразование инжектированной группы запустится установкой бита JSWSTART

 ADC1->CR2 |= ADC_CR2_JEXTTRIG; //Разрешаем внешний запуск инжектированной группы

 ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CONT; //Преобразования запускаются одно за другим

 ADC1->CR1 |= ADC_CR1_JAUTO; //Разрешить преобразование инжектированной группы после регулярной.

 ADC1->JSQR |=ADC_JSQR_JSQ4_0 ; //Задаем номер канала (выбран ADC1)

 ADC1->CR2 |= ADC_CR2_ADON;//Теперь включаем АЦП

 ADC1->CR2 |= ADC_CR2_JSWSTART; //Запуск преобразований

 while (!(ADC1->SR & ADC_SR_JEOC)) //ждем пока выполнится первое преобразование

 { }

 uint32_t adc_res;

 while(1)

 {

   adc_res = ADC1->JDR1; //Читаем результат из JDR1

   adc_res=adc_res*16;

   TIM2->CCR3 = adc_res;

 }

}

Рисунок 2 – Текст программы

3. Вычислительный эксперимент

Согласно техническому заданию была разработана схема подключения источника постоянного напряжения, через переменный резистор (для возможности регулирования напряжения  в пределах от 0 вольт до максимального значения источника постоянного напряжения) к линии АЦП микроконтроллера STM32F100RB и подключения сигнальных светодиодов, к выводам таймера общего назначения (с помощью которого генерируется ШИМ сигнал для управления яркостью светодиодов).  

При изменении сопротивления R1 происходит изменение значения входного напряжения на линии АЦП. В зависимости от результата преобразования АЦП изменяется скважность ШИМ сигнала (генерируемого таймером общего назначения TIM2), вследствие чего изменяется яркость светодиодов. Схема подключения источника питания и сигнальных светодиодов к микроконтроллеру STM32F100RB представлена на рисунке 3.

   Вывод

В ходе выполнения данного курсового проекта были получены навыки работы с периферией микроконтроллера STM32F100RB фирмы «STMicroelectronics» , в том числе: порты ввода/вывода, таймеры общего назначения, модуль АЦП.

    Список литературы

1. STMicroelectronics.: “RM0041 Reference manual. STM32F100xx advanced ARM-based 32-bit MCUs.”,,2011.-675c.

2. STMicroelectronics.:“Datascheet STM32F100x4 STM32F100x6 STM32F100x8 STM32F100xB” ,,2012.-88c.

3. Тревор Мартин .: "Микроконтроллеры фирмы STMicroelectronics на базе ядра Cortex-M3. Серия STM32." – Санкт-Петербург: «БХВ-Петербург», 2008. – 387с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40572. Классификация автоматизированных информационных систем 58 KB
  В файлсерверных ИС база данных находится на файловом сервере а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях. В клиентсерверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере а на рабочих станциях находятся клиентские приложения. twotier ИС всего два типа звеньев: сервер баз данных на котором находятся БД и СУБД bckend и рабочие станции на которых находятся клиентские приложения frontend. Типичный пример применения многозвенности современные вебприложения использующие базы данных.
40573. ВАРИАНТ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УПРУГОГО ТЕЛА КОНЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ С ТРЕЩИНОЙ 1.75 MB
  Рассмотрена задача о нахождении напряженно-деформированного состояния (НДС) в поврежденном трещиной теле конечных размеров. Трещина моделируется физическим разрезом с характерной толщиной и материальным слоем на его продолжении. Напряженное состояние слоя описывается средними по толщине и граничными напряжениями, связанными условиями равновесия
40574. Жизненный цикл автоматизированной информационной системы информационной системы 27.5 KB
  Жизненный цикл информационной системы представляет собой непрерывный процесс начинающийся с момента принятия решения о создании информационной системы и заканчивающийся в момент полного изъятия ее из эксплуатации. Стандарт ISO IEC 12207 определяет структуру жизненного цикла включая процессы действия и задачи которые должны быть выполнены во время создания информационной системы. Вообще говоря все стандарты на информационные системы как и на любые системы вообще можно разбить на следующие два основных класса:  Функциональные...
40575. Стадии ЖЦ АИС 29.5 KB
  В принципе это деление на стадии достаточно произвольно. Согласно методологии предлагаемой Rtionl Softwre жизненный цикл информационной системы подразделяется на четыре стадии: начало; уточнение; конструирование; передача в эксплуатацию. Границы каждой стадии определены некоторыми моментами времени в которые необходимо принимать определенные критические решения и следовательно достигать определенных ключевых целей.
40576. Классификация АИС 40 KB
  Сообщение темы урока постановка цели и задачи 13мин: Постановку целей начать с проблемы: на какие группы Вы бы разделили все известные АИС 4. Изложение нового материала применяемая методика 4050: Рассмотреть две современные классификации АИС: {таблица} по способу представления логической организации фактографические документальные геоинформационные по функциям решаемым задачам справочные расчетные поисковые технологические Рассмотреть перечисленные группы и привести примеры 5. Закрепление изучаемого материала применяемая...
40577. Понятие жизненного цикла АИС 40.5 KB
  Цели: образовательная: содействовать формированию у студентов понимания определения жизненного цикла информационной системы; обеспечить запоминание стандартов ЖЦ АИС; развивающая: содействовать развитию умений использовать научные методы познания наблюдение гипотеза эксперимент; создать содержательные и организационные условия для развития умений анализировать познавательный объект текст определение понятия задачу и др. Вендрова Проектирование ПО Ход урока Организационный момент 24 мин: Приветствие...
40578. Web-страницы доступа к данным базы 10.27 MB
  Access 2000 позволяет создавать новые объекты страницы доступа к данным (Data Access Page), которые представляют собой Web-страницы специального типа, подключенные к источнику данных OLE DB — базе данных Access или Microsoft SQL Server, — предназначенные для работы пользователей Internet или intranet с данными базы в интерактивном режиме через браузер Internet Explorer
40579. Работа Access с данными на SQL Server 3.6 MB
  Access предоставляет возможность использовать данные из различных внешних источников. Внешними источниками данных могут служить таблицы других баз данных Access, Microsoft FoxPro, dBASE, Paradox и Microsoft SQL Server, таблицы и списки HTML и НТХ, находящиеся на сервере в локальной, корпоративной или сети Internet, данные из таких приложений, как Excel, Exchange
40580. Сущность метода Баркера 40.52 KB
  С их помощью определяются важные для предметной области объекты сущности их свойства атрибуты и отношения друг с другом связи. Графическое изображение сущности Каждая сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности. Одна и та же интерпретация не может применяться к различным именам если только они не являются псевдонимами; сущность обладает одним или несколькими атрибутами которые либо принадлежат...