同步STM32的SAI外设传输普通数据

云深无际

发布于 2024-11-04 13:52:58

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发布于 2024-11-04 13:52:58

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FreeEEG32-32通道同步ADC生物电采集系统

关于32通道同步ADC采集系统答疑

一般同步ADC都是使用的FPGA，但是单片机也可以采集！虽然I2S和SAI都是传音频数据的，但其实可以传普通数据，本质都是二进制数据流嘛！（全网都没有相关的文章）

就是一个中断来了，然后通过SD线进来，DMA外设从SD搬到了内存，就是这么简单。

可以串行的从这里进去，4个SD口，4个ADC，数据太多还可以通过FIFO来缓冲，然后把FIFO的数据传到DMA里面。

我给了三个demo段：

实现了一个双通道SAI（串行音频接口）的DMA数据采集功能。也就是说，它会同时从两个SAI通道（Block B2和Block A1）采集数据，并将采集到的数据分别存储到两个不同的缓冲区中。
当ADC的引脚就绪，启动SAI模块读取数据，并通过UART7以二进制形式输出。
实现了一个多通道SAI（串行音频接口）的DMA数据采集功能，并且使用了中断来处理DMA完成事件。它可以同时从四个SAI通道（Block B2, Block A1, Block B1, Block A2）采集数据，并将采集到的数据分别存储到不同的缓冲区中。
1. 多通道同时采集: 通过同时启动四个SAI通道的DMA传输，实现了多通道的数据同时采集。
2. DMA高效传输: 使用DMA方式进行数据传输，可以减轻CPU的负担，提高数据传输效率。
3. 中断处理: 通过DMA中断，可以在DMA传输完成后立即进行后续处理，提高系统响应速度。
4. 灵活配置: 可以根据需要选择是否启用DMA中断。
5. 缓冲区存储: 将采集到的数据分别存储到不同的缓冲区中，方便后续的处理。

采集使用的ADC是AD777x，他们不是单纯的SPI输出，而是并行的输出接口，在官方给出的代码里面有着不同数据输出的方式：

这里使用了SAI的外设，就使用这个模式

串行的输出

一帧数据

三个宏

三个宏，用于配置AD7779模数转换器（ADC）的寄存器。这些宏可以用来设置数据的输出格式、数据头格式和时钟分频系数。

AD7779_DOUT_FORMAT(x)
- (x) & 0x3: 取出输入值x的低两位。
- ((x) & 0x3) << 6: 将提取的两位左移6位，放到寄存器中的指定位置。
- 最终的结果用来配置AD7779寄存器中的数据输出格式。
- 作用： 定义数据输出格式，决定每个采样点的位数。
AD7779_DOUT_HEADER_FORMAT
- (1 << 5): 将值的第5位设置为1，其他位为0。
- 这个值用来在AD7779寄存器中启用数据头格式。
- 作用： 定义数据头格式，包括同步和帧同步等信息。

这么多数据要加CRC的，也就是要加个头

AD7779、AD7771都是这样的

为了快速的移动数据使用了大量的DMA外设

SAI外设使用中断来启动

SD数据线

模式是非同步的从设备，就是等着数据来

这个就是一些设置，数据深度开到了最大

两个FIFO全开

FIFO在APB的下面

这个是中断的地址

这个函数就是就是接收DMA的数据

使用这样的结构直接获取来自SAI外设上面的数据

实现了一个双通道SAI（串行音频接口）的DMA数据采集功能。也就是说，它会同时从两个SAI通道（Block B2和Block A1）采集数据，并将采集到的数据分别存储到两个不同的缓冲区中。

条件判断:

if (FREESMARTEEG_ADC & FREESMARTEEG_ADC_SAI_READ_DMAMUX): 这一行代码首先检查了两个宏定义：FREESMARTEEG_ADC 和 FREESMARTEEG_ADC_SAI_READ_DMAMUX。
只有当这两个宏定义都为真时，才会执行后续的代码。这意味着，只有当ADC功能和SAI读取DMA复用功能都开启时，才会进行数据采集。

启动DMA传输:

这行代码启动了SAI Block B2的DMA接收。它会将从SAI Block B2接收到的32位数据存储到datas[0]这个缓冲区中。
HAL_SAI_Receive_DMA(&hsai_BlockB2, datas[0], SAI_DATASIZE_32):

同样，这行代码启动了SAI Block A1的DMA接收，并将数据存储到datas[1]缓冲区中。

HAL_SAI_Receive_DMA(&hsai_BlockA1, datas[1], SAI_DATASIZE_32)

等待DMA传输完成:

这行代码会一直等待，直到SAI Block B2的DMA传输完成。
while (HAL_SAI_GetState(&hsai_BlockB2) != HAL_SAI_STATE_READY)
这行代码会一直等待，直到SAI Block A1的DMA传输完成。
while (HAL_SAI_GetState(&hsai_BlockA1) != HAL_SAI_STATE_READY)

检查条件: 确保ADC和DMA复用功能开启。

启动DMA: 同时启动两个SAI通道的DMA接收。

等待完成: 等待两个DMA传输都完成。

双通道同时采集: 通过同时启动两个SAI通道的DMA传输，实现了双通道的数据同时采集。
缓冲区存储: 将采集到的数据分别存储到不同的缓冲区中，方便后续的处理。
等待机制: 通过循环等待DMA传输完成，确保数据采集的完整性。

在ADC的数据传输的时候是有个信号的

条件判断:

检查是否开启了ADC和SAI读取功能。
FREESMARTEEG_ADC & FREESMARTEEG_ADC_SAI_READ

数据读取循环:

循环等待DMA传输完成。
HAL_SAI_GetState(&hsai_BlockB1) != HAL_SAI_STATE_READY:
启动DMA方式接收32位的数据，并将数据存储到datasBuffer[0]中。
HAL_SAI_Receive_DMA(&hsai_BlockB1, datasBuffer[0], SAI_DATASIZE_32):
读取DRDY引脚的状态。
HAL_GPIO_ReadPin(AD_DRDY_GPIO_Port, AD_DRDY_Pin):
循环等待DRDY引脚变为高电平，表示数据准备就绪。
等待数据就绪:
启动SAI接收:
等待DMA传输完成:

数据打印:

遍历接收到的数据，逐字节打印成二进制形式。
print7_binary函数：用于打印一个字节的二进制表示。
print7_symbol(';'): 用于打印分隔符';'。
print7_line(): 用于打印换行符。
检查是否开启了UART7文本输出。
FREESMARTEEG_OUT & FREESMARTEEG_SAI_TEXT_UART7:
检查输出模式:
循环打印数据:
SAI (Serial Audio Interface): 一种高速串行音频接口，用于音频数据的传输。
DMA (Direct Memory Access): 一种数据传输方式，可以高效地直接将数据从外设传输到内存，减轻CPU的负担。
DRDY (Data Ready): 数据就绪信号，表示新的数据已经准备好可以读取。
二进制输出: 将数据以二进制的形式打印出来。

条件判断:

这一行代码首先检查了两个宏定义：FREESMARTEEG_ADC 和 FREESMARTEEG_ADC_SAI_READ_INT。只有当这两个宏定义都为真时，才会执行后续的代码。这意味着，只有当ADC功能和SAI读取中断功能都开启时，才会进行数据采集。
if (FREESMARTEEG_ADC & FREESMARTEEG_ADC_SAI_READ_INT):

启动数据采集:

如果启用了DMA中断:
如果没有启用DMA中断:
HAL_SAI_Receive_DMA: 启动四个SAI通道的DMA接收，并将数据分别存储到datas[0]、datas[1]、datas[2]、datas[3]这四个缓冲区中。
程序会等待每个DMA传输完成，然后设置SAI_RxCplt标志位，表示数据采集周期结束。
程序直接等待每个DMA传输完成，然后设置SAI_RxCplt标志位。
if (SAI_RxStart): 这行代码检查了一个标志位SAI_RxStart，用于判断是否需要开始新的数据采集周期。
SAI_DMA_INT_SHIFT: 这个标志位表示是否启用了DMA中断。

等待DMA传输完成:

无论是否启用了DMA中断，程序都会通过HAL_SAI_GetState函数来等待每个DMA传输完成。

检查条件: 确保ADC和SAI读取中断功能开启，并且需要开始新的数据采集周期。
启动DMA: 启动四个SAI通道的DMA接收。
等待完成: 等待所有DMA传输完成。
设置标志位: 设置SAI_RxCplt标志位，表示数据采集周期结束。

第一个的连接是这样的，全连接

第二个也是

然后时钟线就两个，外设4个，然后可以把时钟给到别人

音频子模块既可作为接收器，又可作为发送器；既可与另一模块同步，又可以不同步。SAI 可与其它 SAI 相连接来同步运行。

音频数据的量化位数可能不同，控制器支持16bit、24bit和32bit三种数据长度，因为数据寄存器是16bit的，所以对于24bit和32bit数据长度需要发送两个。为此，可以产生四种数据和帧格式组合：

将16位数据封装在16位帧中
将16位数据封装在32位帧中
将24位数据封装在32位帧中
将32位数据封装在32位帧中

当使用32位数据包中的16位数据时，前16位(MSB)为有效位，16位LSB被强制清零，无需任何软件操作或DMA请求（只需一个读/写操作）。如果程序使用DMA传输(一般都会用)，则24位和32位数据帧需要对数据寄存器执行两次DMA操作。24位的数据帧，硬件会将8位非有效位扩展到带有0位的32位。对于所有数据格式和通信标准而言，始终会先发送最高有效位(MSB优先)。