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代码结构优化

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/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : adc_dma.c
  * @brief          : ADC with DMA implementation for STM32F7 series
  ******************************************************************************
  * @attention
  * - STM32F7 L1-cache注意事项:
  *   - 开启D-cache会导致DMA数据不更新
  *   - 解决方案:
  *     - 使用DTCM内存(0x20000000)
  *     - 手动维护cache一致性(SCB_InvalidateDCache_by_Addr)
  *     - 配置为write-through模式
  * - 内存地址分配:
  *   - 0x20020000 (SRAM1)需要特殊处理
  *   - 0x20000000 (DTCM)可直接使用
  * 
  * @author HLY
  * @version V1.0
  * @date   2023-01-01
  ******************************************************************************
  */

功能模块划分

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/* Includes -----------------------------------------------------------------*/
#include "adc_dma.h"
#include "adc.h"

/* 宏定义 -------------------------------------------------------------------*/
#define ADC1_BUFFER_SIZE   (32*1)  // ADC1使用4个通道，32组数据用于平均值计算
#define ADC_VREF           3.3f    // ADC参考电压
#define ADC_RESOLUTION     4096    // 12位ADC分辨率

/* 内存分配 -----------------------------------------------------------------*/
// 32字节对齐(地址+大小)，确保L1-CACHE兼容性
ALIGN_32BYTES (uint16_t adc1_data[ADC1_BUFFER_SIZE]) 
    __attribute__((section(".ARM.__at_0x20020000")));

核心功能实现

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/**
  * @brief  ADC DMA初始化
  * @param  None
  * @retval HAL状态
  * @note   需在系统初始化阶段调用
  */
HAL_StatusTypeDef adc_dma_init(void)
{
    return HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, 
                           (uint32_t *)adc1_data, 
                           ADC1_BUFFER_SIZE);
}

/**
  * @brief  获取ADC转换值(带平均值计算)
  * @param  channel: 要读取的通道索引
  * @retval 转换后的电压值(单位:V)
  */
float get_adc_voltage(uint8_t channel)
{
    uint32_t sum = 0;
    
    // 计算指定通道的平均值
    for(int i = channel; i < ADC1_BUFFER_SIZE; i += ADC_CHANNEL_COUNT) {
        sum += adc1_data[i];
    }
    
    uint32_t avg = sum / (ADC1_BUFFER_SIZE / ADC_CHANNEL_COUNT);
    return (avg * ADC_VREF) / ADC_RESOLUTION;
}

Cache一致性处理

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/**
  * @brief  ADC DMA半传输完成回调
  * @param  hadc: ADC句柄指针
  * @note   处理前半部分数据的cache一致性
  */
void HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC1) {
        SCB_InvalidateDCache_by_Addr(
            (uint32_t *)&adc1_data[0], 
            ADC1_BUFFER_SIZE/2);
    }
}

/**
  * @brief  ADC DMA传输完成回调
  * @param  hadc: ADC句柄指针
  * @note   处理后半部分数据的cache一致性
  */
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC1) {
        SCB_InvalidateDCache_by_Addr(
            (uint32_t *)&adc1_data[ADC1_BUFFER_SIZE/2],
            ADC1_BUFFER_SIZE/2);
    }
}

使用示例

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// 初始化示例
if(adc_dma_init() != HAL_OK) {
    Error_Handler();
}

// 读取数据示例
float voltage = get_adc_voltage(0);  // 读取通道0
printf("Voltage: %.2fV\n", voltage);

注意事项

  1. 内存分配：

    • DTCM内存(0x20000000)可直接使用
    • SRAM1(0x20020000)需要手动维护cache

  2. 多通道处理：
    修改宏定义ADC_CHANNEL_COUNT以匹配实际使用通道数

  3. 性能优化：

    • 使用Ping-Pong缓冲提高效率
    • 考虑使用DMA双缓冲模式

  4. 错误处理：
    建议添加以下检查：

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    if(HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1) != HAL_OK) {
        // 错误处理
    }

  5. 校准：
    建议在初始化时执行ADC校准：

    1
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1, ADC_SINGLE_ENDED);

  6. 采样时间配置：
    根据实际需求调整ADC采样时钟周期：

    1
    hadc1.Init.SamplingTimeCommon = ADC_SAMPLETIME_15CYCLES;

这个优化版本改进了以下方面：

  • 更清晰的代码结构
  • 更完善的注释
  • 更强的错误处理
  • 更灵活的多通道支持
  • 更详细的注意事项说明
  • 更好的可维护性