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  • 2020-12-23 00:15:06

    /* ADC1 registers reset ----------------------------------------------------*/

    ADC_DeInit(ADC1);

    /* ADC1 configuration ------------------------------------------------------*/

    ADC_StructInit(&my_ADC_InitStructure);

    my_ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //独立模式

    my_ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;

    my_ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

    my_ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; (7.5K)、、  此处也用于产生PWM波。使用了刹车功能。

    my_ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    my_ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = AC_CLASS_NUM;

    ADC_Init(ADC1, &my_ADC_InitStructure);

    // CLKad = 12MHz Tconv = 7.5 + 12.5 = 20周期 f_conv = 12MHz / 20 = 600K

    ADC_InjectedChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, AC_CLASS_ACV+1, ADC_SampleTime_7Cycles5); // AD_ACV

    ADC_InjectedChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, AC_CLASS_ACI+1, ADC_SampleTime_7Cycles5); // AD_ACI

    DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

    my_DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

    my_DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&gm_SampleTempData.ACdata[0][0];

    my_DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

    my_DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = AC_SAMPLE_COUNT_NUM * AC_CLASS_NUM;

    my_DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

    my_DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

    my_DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

    my_DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

    my_DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

    my_DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;

    my_DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

    DMA_Init(DMA1_Channel1, &my_DMA_InitStructure);

    // Enable DMA1 channel1

    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

    TIM_OCStructInit(&my_TIM1_OCInitStructure);

    // PWM 模式2

    // 在向上计数时,一旦TIM1_CNT

    // 在向下计数时,一旦TIM1_CNT>TIM1_CCR1 时通道3 为有效电平,否则为无效电平

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;

    // 输入/捕获 输出使能

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

    // 输入/捕获 互补输出禁止

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable;

    // TIM1_CCRx

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_Pulse = PWM1_PERIOD(gm_RCC_ClockFreq.PCLK2_Frequency) >> 1; // 占空比初始化为 50%

    // OCx 高电平有效

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

    // OCxN 低电平有效

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;

    // 当MOE=0 时,如果实现了OCx/OCxN,则死区后OCxN/OCx=0

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

    TIM_OC3Init(TIM1, &my_TIM1_OCInitStructure);

    void ConfigTimer1ForPwm1(void)

    {

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  my_TIM1_TimeBaseStructure;

    TIM_OCInitTypeDef     my_TIM1_OCInitStructure;

    TIM_DeInit(TIM1);

    TIM_TimeBaseStructInit(&my_TIM1_TimeBaseStructure);

    /* Time Base configuration */

    // CK_CNT = FCK_PSC / 1

    my_TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = PWM1_PRSC;

    // 选择中央对齐模式: 中央对齐模式1。计数器交替地向上和向下计数。

    //配置为输出的通道(TIM1_CCMRx 寄存器中CCxS=00)的输出比较中断标志位,只在计数器向下计数时被设置

    my_TIM1_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_CenterAligned1;

    // TIM1_ARR

    my_TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Period = PWM1_PERIOD(gm_RCC_ClockFreq.PCLK2_Frequency);

    // TIM1_CR1. CKD[1:0]

    // tDTS = 2 x tCK_INT

    my_TIM1_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV2;

    // TIM1_RCRx

    my_TIM1_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter =  TIMER1_REP_RATE;

    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &my_TIM1_TimeBaseStructure);

    /* Channel 1, 2 Configuration in PWM mode */

    TIM_OCStructInit(&my_TIM1_OCInitStructure);

    // PWM 模式1

    // 在向上计数时,一旦TIM1_CNT

    // 在向下计数时,一旦TIM1_CNT>TIM1_CCR1 时通道1 为无效电平(OC1REF=0),否则为有效电平(OC1REF=1)

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

    // 输入/捕获 输出使能

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

    // 输入/捕获 互补输出使能

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;

    // TIM1_CCRx

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_Pulse =  PWM1_PERIOD(gm_RCC_ClockFreq.PCLK2_Frequency) >> 1;    // 占空比初始化为 0

    // OCx 高电平有效

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

    // OCxN 高电平有效

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;

    // 当MOE=0 时,如果实现了OCx/OCxN,则死区后OCxN/OCx=0

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

    my_TIM1_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

    TIM_OC1Init(TIM1, &my_TIM1_OCInitStructure);

    该配置下的试验结果如下:

    我做1V电压的交流采样,并进行ADC变换。最低电压约为-1.414.我叠加了1.65的直流,现在最低电压就差不多0.235左右。最高电压约3.064左右。参考电压是3.3的,转换的结果是存到gm_SampleTempData.ACdata[2][150]里面的,ACdata[0]是交流电压,ACdata[1]是交流电流,ACdata[0]的150个元素中有000和FFF。我不知道这是ADC的问题还是数学统计里面的问题 而且,我只做了交流电压采样,有的交流电流还有数据,不能理解!会不会是这个 ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; (7.5K)触发信号不对?还请大家指导!

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    设计原理:采集一个输出范围为20V-28V的Uo电压信号到0-3.3V,才能更好利用AD模块,所以首先将Uo电压信号与20V做差分运算,将电压降到0-8V,然后通过电阻分压将8V映射到5V范围内。
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    通过仪放将U0与20V差分
    2.获取20V的基准电压
    获取20V的基准电压
    3.分压及输出阻抗匹配(电压跟随器)
    电压跟随器
    4.输出钳位保护
    输出钳位保护
    方法二:
    5.将Uo分压成7份,即将0-28V电压映射为0-4V,同理将+5V分压7份产生2.857V的电压基准
    采样分压

    6.差分并放大2.887倍及钳位电路(3.3/(4-2.857)),差分直接输入给AD输入通道,不需阻抗匹配
    在这里插入图片描述
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         电压的采集是我们进行电路设计常常用到的,具体的采集类型上又分为直流采集交流采集,将源电压通过一系列的电路设计,最终通过AD(数模转换芯片或单片机内部AD)读入MCU,并执行相应的决策,是我们大多设计的要求。下文将通过具体的实例介绍如何设计合适的电压采集电路。

    直流电压采集

    要求:采集一个输出范围为20V-28V的Uo电压信号到0-3.3V的AD。

    设计思路:将20v到28v中的8v压差全部映射到0-3.3v的范围内,才内能更好的利用AD模块,所以首先将Uo与20V做差分,将电压抬低到0-8v(注:有时碍于仪放信号输入电压的范围较小会先分压再抬低见形式二),然后通过电阻分压将8v映射到3.3v的范围内。

    形式一:

    1、利用现有的电压产生20v的基准电压

    2、通过仪放将Uo与20v差分(注:826的REF引脚为输出基准)

    3、分压及输出阻抗匹配(电压跟随器)

    4、输出钳位保护

    形式二:

    1、将Uo分压7倍,即将0-28v映射到0-4v,同理将20v也分压7倍即要产生2.857v的电压基准

    2、差分并放大2.887倍及钳位电路(计算方法:3.3/(4-2.857),差放直接输入给AD不需要阻抗匹配)

     

    交流电压采集

    要求:采集单相正弦交流电的有效值范围为(0-24v)

    设计思路:通过电压互感器将电压读取到,并放缩到合适的范围内,输入给有效值检测芯片,再将有效值检测芯片的输出给AD

    1、电压互感器读取

    2、有效值检测芯片及保护电路

    总结:不论电路设计的多么精确,误差总会是有的,所以在电路的设计基础上,再通过MATLAB将数据进行拟合,才能将误差进一步的消除。

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    家庭、商用、工业上被广泛应用的大多都是交流电。之所以叫做交流电是因为其大小和方向都是随时间不断交替变换的电流,简称交流。在交变电动势作用下,电路中的电流、电压都是交变的,这样的电路叫做交流电路。

    正弦交流电这样循环变化一周所需的时间叫做周期,用字母“T”表示。单位是秒(字母“S”表示),常用的还有毫秒(ms)、微妙(μs)、纳秒(ns)。

     

    交流电在1秒钟内完成周期性变化的次数,叫做交流电的频率,用“f”表示,单位是赫兹,简称赫,用“Hz”表示。频率的常用单位还有千赫(KHz)、兆赫(MHz)

     

    周期和频率都是描述交流电变化快慢的物理量,两者的关系为:

    我国电流系统中,交流电的频率是50Hz,则周期T=1/f=0.02s,角频率ω=2πf=314弧度/秒。美国、日本、西欧国家频率是60Hz。


    电压互感器、电流互感器是一种按照电磁感应原理制作的特殊变压器;

     

    正弦交流电的瞬时值、最大值,最小值

    在了解正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值之前我们先来看看前一节课中的正弦交流电电动势波形图,如下右图所示。这个波形图还可以用数学表达式表示为:

    公式中:Em表示为最大值、ω为电角度、e为瞬时值、t表示时间。


    由上述公式可见,交流电的大小是随着时间变化而变化的,瞬时值(某一瞬间)的大小在零和正负峰值之间变化,最大值也仅是一瞬间数值,不能反映交流电的做工能力。

    于是便引入有效值的概念,其定义为:

    如果交流电和直流电分别通过同一电阻,两者在相同的时间内所消耗的电能相等(或所产生的焦耳热相同),则此直流电的数值就叫做交流电有效值的数值。

    正弦交流电的电动势、电压、电流的有效值分别以E、U、I表示。通常所说的交流电的电动势、电压、电流的大小均值它的有效值。交流电电气设备上标的额定值以及交流电仪表所指示的数值也均为有效值。

    理论和实验均已表面、正弦交流电的有效值与最大值之间的关系为:

    其他正弦量(电压、电流等)也可以写出文中开头第一个表达式的形式:

    电压、电流也都有瞬时值、最大值、有效值。一般瞬时值用小写字母(如u、i等)表示,最大值用大写字母附有下标m字母表示(如Um、Im)。有效值用大写字母(U、I)表示。最大值与有效值的关系为:


     

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