基于STM32F446的交流真有效值电压表

    一般的数字万用表的交流电压的测量是采用将交流电压经过整流后测量其有效值，由于整流二极管的非线性，使得该测量结果误差较大，不是真有效值，特别是对非正弦波的测量更是如此。
   本方案基于使用意法半导体的ARM CORTEX内核的STM32F446交流真有效值电压表，克服上述方案的缺点，使得对交流电的测量更加准确。
    交流电的有效值定义为：



    对其一个周期内连续采样后，根据以下公式进行计算得到结果。

硬件连接：



220V交流电经过1：1电压互感器后与STM32F446的ADC0连接。



                             ADC通道配置

                        时钟配置

          ADC参数配置

关键代码：

1. //MAIN.C
   
2. 
   
3. #include "main.h"
   
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   
5. #include "adc.h"
   
6. #include "dma.h"
   
7. #include "tim.h"
   
8. #include "gpio.h"
   
9. #include "math.h"
   
10. 
    
11. #include "oled.h"
    
12. uint16_t   aADCxConvertedData[48][10];
    
13. uint32_t Resture=0;
    
14. uint8_t Disp_buf[8],Flag;
    
15. uint8_t j=0;
    
16. void SystemClock_Config(void);
    
17. 
    
18. void Get_ADC(void)
    
19. {uint8_t i;
    
20.         static uint32_t total;
    
21.         double temp;
    
22.         
    
23. 
    
24.         total=0;
    
25.         for(i=0;i<48;i++)
    
26.                 {
    
27.                 total +=(aADCxConvertedData[i][0]*aADCxConvertedData[i][0]);
    
28.                 }
    
29.                 total /=48;
    
30.                 temp=sqrt(total)        ;
    
31.                 Resture +=(uint16_t)temp;
    
32.                 j++;
    
33.                 if(j==32)
    
34.                 {
    
35.                 Resture=Resture/64;
    
36.                 Disp_buf[0]=(Resture%1000/100)+0x30;        
    
37.                 Disp_buf[1]=(Resture%100/10)+0x30;        
    
38.                 Disp_buf[2]=(Resture%10)+0x30;        
    
39.                 Disp_buf[3]='\0';
    
40.                 LCD_Print(40,46,Disp_buf,TYPE16X16,TYPE8X16);        
    
41.                 Resture=0;        
    
42.                 j=0;
    
43.                 }
    
44. }
    
45. 
    
46. 
    
47. 
    
48. 
    
49. int main(void)
    
50. {
    
51. 
    
52.   HAL_Init();
    
53.   SystemClock_Config();
    
54.   MX_GPIO_Init();
    
55.   MX_DMA_Init();
    
56.   MX_ADC1_Init();
    
57.   MX_TIM8_Init();
    
58.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim8, TIM_CHANNEL_1);
    
59. 
    
60.                 LCD_Init();
    
61.                 LCD_Print(0, 0,"STM32F446 Nucleo",TYPE16X16,TYPE8X16);
    
62.                 LCD_Print(0, 16, "True effective",TYPE16X16,TYPE8X16);
    
63.                 LCD_Print(74,46, "V",TYPE16X16,TYPE8X16);
    
64.                
    
65.         if(HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&aADCxConvertedData,480) != HAL_OK)
    
66.   {
    
67.     Error_Handler();
    
68.   }        
    
69. 
    
70.   while (1)
    
71.   {
    
72.         if(Flag==1)
    
73.         {        
    
74.                 Get_ADC();
    
75.                 Flag=0;
    
76.         }
    
77. 
    
78.   }
    
79. 
    
80. }
    
81. 
    
82. 
    
83. //ADC.C
    
84. #include "adc.h"
    
85. #include "gpio.h"
    
86. #include "dma.h"
    
87. ADC_HandleTypeDef hadc1;
    
88. DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
    
89. void MX_ADC1_Init(void)
    
90. {
    
91.   ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
    
92.   hadc1.Instance = ADC1;
    
93.   hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV8;
    
94.   hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    
95.   hadc1.Init.ScanConvMode = ENABLE;
    
96.   hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
    
97.   hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    
98.   hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    
99.   hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
100.   hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
     
101.   hadc1.Init.NbrOfConversion = 10;
     
102.   hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
     
103.   hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
     
104.   if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
     
105.   {
     
106.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
107.   }
     
108.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
     
109.   sConfig.Rank = 1;
     
110.   sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_480CYCLES;
     
111.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
112.   {
     
113.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
114.   }
     
115. 
     
116.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
     
117.   sConfig.Rank = 2;
     
118.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
119.   {
     
120.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
121.   }
     
122. 
     
123.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_2;
     
124.   sConfig.Rank = 3;
     
125.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
126.   {
     
127.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
128.   }
     
129. 
     
130.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_3;
     
131.   sConfig.Rank = 4;
     
132.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
133.   {
     
134.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
135.   }
     
136. 
     
137.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_4;
     
138.   sConfig.Rank = 5;
     
139.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
140.   {
     
141.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
142.   }
     
143. 
     
144.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_6;
     
145.   sConfig.Rank = 6;
     
146.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
147.   {
     
148.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
149.   }
     
150. 
     
151.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_7;
     
152.   sConfig.Rank = 7;
     
153.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
154.   {
     
155.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
156.   }
     
157. 
     
158.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_8;
     
159.   sConfig.Rank = 8;
     
160.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
161.   {
     
162.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
163.   }
     
164. 
     
165.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_9;
     
166.   sConfig.Rank = 9;
     
167.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
168.   {
     
169.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
170.   }
     
171. 
     
172.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_10;
     
173.   sConfig.Rank = 10;
     
174.   if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
     
175.   {
     
176.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
177.   }
     
178. 
     
179. }
     
180. 
     
181. void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
     
182. {
     
183. 
     
184.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
     
185.   if(adcHandle->Instance==ADC1)
     
186.   {
     
187.     __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
     
188. 
     
189.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
     
190.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
     
191.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
     
192.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
     
193.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3
     
194.                           |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
     
195.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
     
196.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
     
197.     HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
     
198. 
     
199.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;
     
200.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
     
201.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
     
202.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
     
203.     hdma_adc1.Instance = DMA2_Stream0;
     
204.     hdma_adc1.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;
     
205.     hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
     
206.     hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
     
207.     hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
     
208.     hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
     
209.     hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
     
210.     hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
     
211.     hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;
     
212.     hdma_adc1.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
     
213.     if (HAL_DMA_Init(&hdma_adc1) != HAL_OK)
     
214.     {
     
215.       _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
     
216.     }
     
217. 
     
218.     __HAL_LINKDMA(adcHandle,DMA_Handle,hdma_adc1);
     
219. 
     
220.   }
     
221. }
     
222. 
     
223. 
     
224. 
     
225. 
     
226. 
     
227. 
     

复制代码

http://player.youku.com/player.php/sid/XMjk0ODczODg5Ng==/v.swf

由于STM32F446的快速处理信号能力，本方案中同时开启10路带DMA的ADC处理10路50HZ交流电压绰绰有余。演示中在OLED屏幕上显示ADC0通道的转换结果。

谢谢支持啦~

楼主你那是什么软件，配置MCU的那个

csgtli5608 发表于 2017-8-8 14:10
楼主你那是什么软件，配置MCU的那个

STM32CubeMX,到ST官方网站下载。
https://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-218002

顶一个

谢谢分享！

顶

最后ADC测得应该是半波，即在正弦波X轴上半部分?