Getting Started With STM32 & Nucleo Part 4: Working with ADC and DMA - Maker.io

Summary

Cette vidéo présente un tutoriel complet sur l'utilisation de l'ADC (convertisseur analogique-numérique) et du DMA (accès direct à la mémoire) avec les microcontrôleurs STM32. L'auteur guide les utilisateurs à travers le processus de configuration de l'ADC pour lire des valeurs analogiques, comme celles d'un potentiomètre, et d'utiliser le DMA pour transférer efficacement les données sans surcharge du CPU. Des étapes pratiques, incluant la génération de code dans STM32Cube IDE, l'envoi de données via UART et l'optimisation du processus, sont expliquées de manière détaillée, idéale pour les débutants ou les ingénieurs souhaitant exploiter ces fonctionnalités puissantes de manière efficace.

Takeaways

• 😀 L'utilisation d'un convertisseur analogique-numérique (ADC) sur un microcontrôleur STM32 permet de lire des signaux analogiques comme ceux provenant de capteurs de température ou de lumière.
• 😀 Le STM32 Nucleo L476 RG est configuré avec un pin A0 pour lire la tension d'un potentiomètre, ce qui peut être observé à l'aide d'un oscilloscope.
• 😀 Le microcontrôleur STM32 offre plusieurs canaux ADC, permettant de lire différentes entrées analogiques à partir de pins spécifiques.
• 😀 Le code de base pour lire une conversion ADC sur STM32 inclut la configuration de l'UART pour afficher les valeurs ADC sur un moniteur série.
• 😀 L'utilisation d'un oscilloscope permet de mesurer le temps de conversion de l'ADC, qui est d'environ 9 microsecondes dans cet exemple.
• 😀 Pour des applications nécessitant des conversions ADC fréquentes, comme l'acquisition de données audio ou d'oscilloscope, l'utilisation de la gestion de la mémoire directe (DMA) est essentielle pour éviter de surcharger le processeur.
• 😀 Le DMA permet de transférer des données entre le périphérique ADC et la mémoire sans impliquer directement le processeur, ce qui optimise les performances du système.
• 😀 STM32 utilise des contrôleurs DMA pour transférer des données entre les périphériques (comme l'ADC) et la mémoire ou entre différents périphériques, tout en minimisant l'implication du CPU.
• 😀 Lors de l'utilisation du DMA pour transmettre des données via l'UART, il est crucial de configurer correctement le contrôleur DMA et de gérer les interruptions pour suivre l'avancement des transferts.
• 😀 Le mode de conversion continue sur l'ADC permet de remplir une mémoire tampon en continu, ce qui est essentiel pour des applications telles que l'acquisition rapide de données.
• 😀 L'utilisation de buffers doubles ou en mode ping-pong avec DMA permet de gérer efficacement les transferts de données sans perdre d'échantillons, même à des vitesses élevées.

Q & A

Qu'est-ce qu'un convertisseur analogique-numérique (ADC) et pourquoi en avons-nous besoin dans ce projet?

Un convertisseur analogique-numérique (ADC) est un périphérique qui convertit un signal analogique (comme un signal de tension provenant d'un capteur) en un signal numérique que le microcontrôleur peut traiter. Dans ce projet, l'ADC est utilisé pour lire la tension fournie par un potentiomètre afin de la convertir en une valeur numérique que le microcontrôleur peut utiliser.

Comment l'ADC est-il configuré sur la carte Nucleo L476RG dans le projet?

L'ADC est configuré en utilisant STM32CubeIDE. Le pin PA0 est assigné à l'ADC1 en mode 'in5' pour effectuer des conversions simples à un seul coup. Le paramètre 'ADC Channel 5' est utilisé pour lire à partir du pin A0, avec une conversion de 12 bits.

Quelle est la fonction du GPIO PA10 dans ce projet?

Le GPIO PA10 est utilisé comme une sortie pour mesurer le timing des conversions ADC. Il est configuré comme une sortie pour contrôler l'activation et la désactivation de la conversion ADC, permettant ainsi de mesurer la durée du processus de conversion.

Pourquoi le DMA est-il nécessaire pour ce projet?

Le DMA (Direct Memory Access) est nécessaire pour permettre au microcontrôleur de transférer des données entre l'ADC et la mémoire sans avoir à passer par le CPU, ce qui permet de libérer des ressources processeur et de gérer plus efficacement un grand volume de données, comme dans le cas de l'enregistrement de flux audio ou de mesures fréquentes.

Quelle est la différence entre les conversions ADC avec et sans DMA?

Sans DMA, le CPU doit gérer la lecture des valeurs ADC et leur transfert en mémoire, ce qui peut être lent et gourmand en ressources pour des conversions fréquentes. Avec DMA, le transfert des données se fait directement de l'ADC vers la mémoire sans impliquer le CPU, ce qui améliore l'efficacité et permet des conversions continues sans surcharger le processeur.

Comment le DMA améliore-t-il la gestion des conversions continues de l'ADC?

Le DMA permet d'enregistrer continuellement des échantillons de l'ADC dans un tampon mémoire. Lorsqu'un tampon est rempli, le DMA peut réinitialiser le processus ou passer à un autre tampon, permettant ainsi au microcontrôleur de continuer à fonctionner sans interruptions fréquentes du CPU.

Qu'est-ce qu'une 'conversion continue' et pourquoi est-elle utilisée ici?

Une conversion continue permet à l'ADC de prendre des échantillons en continu sans attendre que l'utilisateur lise chaque conversion. Cela est utile pour des applications comme la capture de données audio ou les oscilloscopes, où une série rapide de conversions est nécessaire pour suivre un signal dynamique.

Quelles sont les étapes pour configurer le DMA avec l'UART dans ce projet?

Pour configurer le DMA avec l'UART, il faut d'abord assigner un canal DMA à l'USART2 (USART2TX). Ensuite, on configure le DMA pour envoyer des données en mode interruption. Un gestionnaire d'interruption est utilisé pour notifier lorsque la transmission est terminée et pour libérer le port UART pour d'autres transmissions.

Que se passe-t-il lorsque le buffer DMA est rempli avec les valeurs ADC?

Lorsque le buffer DMA est rempli, un appel de retour est généré pour notifier le microcontrôleur que le tampon est prêt à être traité. Dans l'exemple, une LED est utilisée pour signaler la complétion de la conversion, ce qui permet de visualiser le processus.

Comment la vitesse de l'ADC est-elle ajustée dans ce projet?

La vitesse de l'ADC est ajustée par la configuration du prescaler dans STM32CubeMX. Le prescaler est défini sur 1, ce qui permet à l'ADC de fonctionner à la vitesse la plus élevée possible, soit 64 MHz, en fonction de la fréquence de l'horloge du microcontrôleur.