一、前言

  在单片即应用中，有的时候需要连续处理 ADC所采集到的数据，比如将它们不间断的传输到网络上。但是，如果在这个过程中，处理数据的时间随机波动，就有可能会出现丢失数据的现象。根据 TI 公司的一份技术报告，提出了 乒乓DMA模式，ADC采集的数据由DMA分别传输到内存的一个数据缓冲区。CPU 可以连续处理另外缓冲区内的数据。当 ADC的数据填充完一个数据缓冲区之后，便切换到另外一个数据缓冲区。CPU便可以处理另外一个缓冲区内的数据。由于是整批次处理数据，所以这种方式可以避免 ADC采集过程中丢失数据的现象。下面对此方式进行测试。

二、ADC转换速率

  在上午实验中STM32F103单片机平台上进行测试，这个平台原来适用于 CCD 数据采集用的。下面就直接利用这个单片机测试一下 DMA 乒乓缓冲区的功能。首先测量一下 STM32单片机ADC转换速率。

  在 STM32 数据手册中，给出了 ADC每隔通道的转换时间计算公式。那就是采样始终再加上12.5 个 ADC 时钟，便是 ADC  一次转换所需要的时间。

▲ 图1.1.1 STM32 ADC转换时间

  下面通过示波器测量 单片机实际 ADC采样时间。设置单片机的 ADC时钟。为 10.666MHz。根据 STM32单片机数据手册要求，这个时间频率必须小于 14MHz。 设置单片机的采样时间，这里选择为 28.5个时钟，那么，每隔ADC转换时间就是28.5 加上 12.5，等于41 可时钟。

  设置ADC的DMA通道，每次转换结束之后，通过 DMA将转换结果传到到内存中 ADC 缓冲区，ADC 缓冲区的长度为 128个数据，禁止 DMA 中途中断，这样，只有到 DMA 传输了整个 数据缓冲区之后，产生一次中断。在中断程序中，切换单片机 LED管脚的电平。因此通过测量 LED 管脚高电平的时间长度，便反应了 128个ADC转换所需要的时间。

▲ 图1.1.2  测试128个ADC采集时间

  根据前面设置ADC的参数，每次转换需要41个周期，那么 128次转换所需要的时间，为 492微秒。这与实际测量的491微秒是符合的。

三、乒乓缓冲区

  为了实现乒乓DMA缓冲区，在DMA 中断程序中，根据中断次数是偶数还是奇数，将 DMA中的内存地址修改为 缓冲数组1，或者缓冲数组2。这样便可以在每次 ADC 采集完一组缓冲区之后，进行切换，并对已经采集到的数据集中进行处理。

  经过测试，上面这种切换的方式工作正常。由此，我们能够实现了 ADC 缓冲区的乒乓切换模式。

※ 总  结 ※

  本文测试了在 STM32单片机中的乒乓缓冲区的模式。通过在 ADC 的 DMA传输中断程序中，来回切换DMA 的内存地址，便可以来回对所采集到的数据进行处理，而不用担心遗漏数据。

参考资料[1]

DMA  乒乓 切换: https://dev.ti.com/tirex/explore/node?node=A__AGTNfDbVXbEdVyShrms1sA__MSPM0-SDK__a3PaaoK__LATEST