STM32L432 Nucleo开发板评测(4)差分ADC

wenyangzeng

STM32L432 Nucleo开发板评测（1）

评测2：初试STM32L432    :   (4楼）

评测3：可编程增益运放PGA：（5楼）

评测（4）差分ADC              （6楼）

      有幸收到ST社区寄来ST公司最新推出的STM32L432Nucleo开发板进行评测。

    开发板的包装继承ST系列开发板包装风格：

图1 STM32L432 Nucleo开发板

主芯片是M4系列

ATM32L432KCU632PINS

ARM Cortex-M480MHZ

256-KB Flash,64-KBSRAM

Extensionconnectors:Arduino Nano

EmbeddedST-LINK/V2-1 debugger/Programmer

Mbed-enabled

  正面STM32L432KBU6

    背面 STLINK/V2-1

  内包装印刷将这个芯片在开发板上的引脚顺序都标出来，方便使用

     STM32L4系列将微控制器能效和性能提升到新的高度。为简化设计、提高应用灵活性，新系列微控制器引入新的外设封装组合。

    卓越的性能和能效源优势来自于智能架构特性，例如外设电源电压独立调节、可设置多速内部时钟以及数据批量处理模式(BAM)、自适应实时(ART)加速器(ARTAcceleratorTM)。此外，包括超低功耗8nA关机在内的多模电源管理有助于最大限度地提升能效。

    STM32L432使100 DMIPS的ARM® Cortex®-M4处理器内核性能实现闪存需求最高256KB的轻型微控制器应用。         

    STM32L432的一个亮点是配备没有外置晶体振荡器即可工作的全速USB控制器、模拟外设、音频功能和无晶体USB控制器;此外，还增加一个加密加速器。

    无论是保护穿戴式设备或家庭自动化控制器等物联网产品(IoT)的数据安全，还是给工业或医疗设备增加多功能外设和通信接口，STM32L4的附加功能为设计人员扩大了选择范围，从而提升了设计灵活性。STM32L432KBU6内置128KB闪存和64KB 静态随机存储器(SRAM)。参考样品价格约为2.13美元。

STM32L432的例程en.stm32cubel4.zip：

https://pan.baidu.com/s/1gePCi9X?errno=0&errmsg=Auth%20Login%20Sucess&stoken=f2745536838fe30a6042318c7fe21db92334ee819ad33079fdb89c6e27749d376447e55b74c9c5b0ccd8076a5068a2bb4426cdf53827826e9693c9777d3ffc68e7e9ff16fcf2&bduss=0b6ae1989fbb76d7727c414f1450057c9220c30971b868cad2ee93881a6d64fee3d7b583107f7ed18f800ec28f1b9822ef64c823d557fed5e41c1e0ec91c5484a18bda5181057a43e1ac957b163216fc0e9769cd5045cea1eeac383dafa6cf6f4234cd5210568b0a629790eb9efd741a724bd1cd6757b8d04c50f14be1b6ec0f594fdf4caea8641e2086fc4f725c90ccdc7aff04707bf700757ca570d7a29a5526a6d1743946cf854707b47468b10bd7993760475984e789df7c3a784626e3951bd10166aa75&ssnerror=0

STM32L432的MDK5驱动：

http://az717401.vo.msecnd.net/pack/Keil.STM32L4xx_DFP.1.2.0.pack

下载这个软件包有点类似打热线电话一样，要看你的运气了。

      STM32L432 Nucleo开发板的评测心得今后将逐一与大家分享。

(待续）

wenyangzeng

评测（4）差分ADC
  打开STM32CublMX,准备对ADC_IN5(PA0)进行ADC配置：

配置过程中发现STM32L432的ADC具有差分ADC功能（图中蓝色方框），ADC差分方式能大大提高ADC转换结果的信噪比。在这颗小小的芯片上居然集成了差分ADC，实在太难得了。
当ADC_IN5配置成差分ADC输入时，ADC_IN6(PA1)自动配对成反相差分输入，差分运放与STM32L432简化连接见下图：

同时为ADC配置了DMA。

1. ADC配置
   
2. #include "adc.h"
   
3. #include "gpio.h"
   
4. #include "dma.h"
   
5. /* USER CODE BEGIN 0 */
   
6. #define ADC_CONVERTED_DATA_BUFFER_SIZE   ((uint32_t)  64)
   
7. extern uint16_t   aADCxConvertedData[ADC_CONVERTED_DATA_BUFFER_SIZE];
   
8. /* USER CODE END 0 */
   
9. 
   
10. ADC_HandleTypeDef hadc1;
    
11. DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
    
12. 
    
13. /* ADC1 init function */
    
14. void MX_ADC1_Init(void)
    
15. {
    
16.   ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
    
17. 
    
18.     /**Common config
    
19.     */
    
20.   hadc1.Instance = ADC1;
    
21.          if (HAL_ADC_DeInit(&hadc1) != HAL_OK)
    
22.   {
    
23.     /* ADC de-initialization Error */
    
24.     Error_Handler();
    
25.   }
    
26.   hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1;
    
27.   hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    
28.   hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    
29.   hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;;//ADC_SCAN_DISABLE;
    
30.   hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
    
31.   hadc1.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    
32.   hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; //DISABLE;
    
33.   hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    
34.   hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    
35.   hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
36.   hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    
37.   hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
    
38.   hadc1.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_OVERWRITTEN;
    
39.   hadc1.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    
40.   if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
    
41.   {
    
42.     Error_Handler();
    
43.   }
    
44. if (HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1, ADC_SINGLE_ENDED) !=  HAL_OK)
    
45.   {
    
46.     Error_Handler();
    
47.   }
    
48.     /**Configure Regular Channel
    
49.     */
    
50.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_5;
    
51.   sConfig.Rank = 1;
    
52.   sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_2CYCLES_5;
    
53.   sConfig.SingleDiff = ADC_DIFFERENTIAL_ENDED;               //这里配置成差分方式
    
54.   sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
    
55.   sConfig.Offset = 0;
    
56.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
    
57.   {
    
58.     Error_Handler();
    
59.   }
    
60. if (HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,
    
61.                         (uint32_t *)aADCxConvertedData,
    
62.                         ADC_CONVERTED_DATA_BUFFER_SIZE
    
63.                        ) != HAL_OK)
    
64.   {
    
65.     Error_Handler();
    
66.   }
    
67. }
    
68. 
    
69. void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
    
70. {
    
71. 
    
72.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
73.   if(adcHandle->Instance==ADC1)
    
74.   {
    
75.   /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 0 */
    
76. 
    
77.   /* USER CODE END ADC1_MspInit 0 */
    
78.     /* Peripheral clock enable */
    
79.     __HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();
    
80.   
    
81.     /**ADC1 GPIO Configuration   
    
82.     PA0-CK_IN     ------> ADC1_IN5
    
83.     PA1     ------> ADC1_IN6
    
84.     */
    
85.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;
    
86.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG_ADC_CONTROL;
    
87.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
88.     HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
89. 
    
90.     /* Peripheral DMA init*/
    
91.   
    
92.     hdma_adc1.Instance = DMA1_Channel1;
    
93.     hdma_adc1.Init.Request = DMA_REQUEST_0;
    
94.     hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    
95.     hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    
96.     hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    
97.     hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
    
98.     hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
    
99.     hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
    
100.     hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;//DMA_PRIORITY_LOW;
     
101.     if (HAL_DMA_Init(&hdma_adc1) != HAL_OK)
     
102.     {
     
103.       Error_Handler();
     
104.     }
     
105. 
     
106.     __HAL_LINKDMA(adcHandle,DMA_Handle,hdma_adc1);
     
107. 
     
108.   /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 1 */
     
109. 
     
110.   /* USER CODE END ADC1_MspInit 1 */
     
111.   }
     
112. }

复制代码

1. DMA配置
   
2. void MX_DMA_Init(void)
   
3. {
   
4.   /* DMA controller clock enable */
   
5.   __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
   
6. 
   
7.   /* DMA interrupt init */
   
8.   /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */
   
9.   HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 1, 0);
   
10.   HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
    
11. 
    
12. }

复制代码

1. DMA中断
   
2. void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
   
3. {
   
4.   /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel1_IRQn 0 */
   
5. 
   
6.   /* USER CODE END DMA1_Channel1_IRQn 0 */
   
7.   HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_adc1);
   
8.   /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel1_IRQn 1 */
   
9. 
   
10.   /* USER CODE END DMA1_Channel1_IRQn 1 */
    
11. }

复制代码

现在，开发板可以工作在差分ADC了。确实是1片性价比很高的M4!





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NUCLEO-L432KC官方技术文档

STM32 L4系列超低功耗微控制器官方介绍

STM32L4单片机参考设计

STM32单片机官方开发工具一览

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评测3：可编程增益运放PGA

    STM32L432的一个亮点就是内置了PGA模块(可编程增益运放)，有机会接触这款芯片，当然要亲身体验一下这个新功能的特性：

1、 DMA提供采样信号(正弦波)给DAC。

2、 DAC模块产生一个正弦波信号DAC_OUT1(PA4)供OPAMP1放大。

3、OPAMP1放大输出在PA3,增益为2或4。

4、OPAMP增益动态改变而OPAMP启用。

5、使用OPAMP正常和低功率模式(采样保持模式)。

6、OPAMP的低功率模式(DAC)也可以使用Cortex内核保持在睡眠模式。

7、Cortex内核可以被设置成睡眠模式没有DMA中断处理。

测试步骤:

1、示波器一个测试笔连接到CN4的PA4(A3-DAC_OUT1 引脚)，显示生成的DAC正弦波信号(800mVp-p)。(DACouptut = OPAMP输入)。

2、示波器另一个测试笔连接连接到CN4的PA3(A2-OPAMP_OUT1)引脚，显示OPAMP输出波形。

3、PB0配置成下降沿中断的输入开关，短接到地时用于演示功能步骤的切换。

4、编译下载STM32Cube_FW_L4_V1.5.0\Projects\STM32L432KC-Nucleo\Examples\OPAMP\OPAMP_PGA工程，示波器显示DAC_OUT1和OPAMP输出波形，对地短路PB0，可以有4种演示模式：

    -The tests steps are:

     - Step 0:

         DAC:     normal power mode

         OPAMP:   normal power mode - gain = 2

         DMA:     circular mode - DMA half transfer IThandled by Cortex

         Cortex:  run mode

     - Step 1:

         DAC:     normal power mode

         OPAMP:   normal power mode - gain = 4

         DMA:     circular mode - DMA half transfer IThandled by Cortex

         Cortex:  run mode

     - Step 2:

         DAC:     Low power mode

         OPAMP:   normal power mode - gain = 4

         DMA:     circular mode - DMA half transfer - no IThandled by Cortex

         Cortex:  run mode

      - Step 3:

         DAC:     Low power mode

         OPAMP:   Low power mode - gain = 4

         DMA:     circular mode - DMA half transfer - no IThandled by Cortex

         Cortex:  sleep mode

     - Step 4:

         DAC:     Low power mode

         OPAMP:   Low power mode - gain = 2

         DMA:     circular mode - DMA half transfer - no IThandled by Cortex

         Cortex:  sleep mode

图1  增益=2

图2 增益=4  可以看出，运放输出底部还是有点失真了。

    值得一提的是，OPAMP_PGA工程里产生正弦波的数据表数组里的数据有误，不能得到正确的正弦波波形，请按照下面修改：

const uint16_t Sine12bit[32] ={0,9,38,86,149,227,315,411,

                                           511,611,707,796,847,937,984,1014,

                                           1023,1014,984,937,847,796,707,611,

                                            511,411,315,227,149,86,38,9};

通过本次实验，体会了STM32L432PGA的灵活性和方便性，

相关推荐：
STM32 L4系列超低功耗微控制器官方介绍

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STM32L4单片机参考设计

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STM32L432 Nucleo开发板评测（2）初试STM32L432

首先为MDK5下载并安装STM32L432驱动Keil.STM32L4xx.DFP.1.2.0.pack

接着下载并解压stm32cubel4.zip

打开STM32Cube_FW_L4_V1.5.0\Projects\STM32L432KC-Nucleo\Examples\GPIO\GPIO_IOToggle工程。

器件选项中STM32L432KC已经被选中

点击Debug选项中选中ST-Link Debugger->Settings

ST-LINK/V2-1激活，在SW Device Name栏可以看到 ARM CreSightSW-DP已被识别。

点击Utilities确定 器件的256KB Flash

至此，STM32L432KC编译环境已经建立。

编译、下载GPIO_IOToggle，这个演示工程点亮PB3所驱动的LD3,现在绿色LED闪烁亮起。

下载过程发现每当更换一个新工程编译后，都要再点击一下Debugger->Settings，才能下载，否则就报错。不知何故。

accelerating

又是一年春来到

学习了

pythonworld

很详细！

Longmiao

内容很多，痕详细

wu1169668869

增益只能配置2或者4范围有点小啊

wolfgang2015

wu1169668869 发表于 2016-8-2 19:31
增益只能配置2或者4范围有点小啊

毕竟是低功耗,  功率放大不是长项。