示波器设计—自动触发和普通触发

自带触发和普通触发是示波器设计中比较重要的两个功能，本章节为大家讲解二代示波器中自动触发和普通触发的实现。

9.1    自动触发

9.2    普通触发

9.3     总结

9.1  自动触发

由于示波器模拟前端模块稍有些问题，所以自动触发功能是用软件实现的。软件实现自动触发比较容易实现，具体的实现代码如下：

/*  通过软件检测实现上升沿触发，并保留最后600的数据不做检测，用于直接显示 2048-600 = 1448; */

j = 0;

for(i = 0; i < 1448; i++)

{

     j++;

     if((g_DSO1->usWaveBufTemp[i] > g_TrigVol->usTrigValue) &&

        (g_DSO1->usWaveBufTemp[i+1] < g_TrigVol->usTrigValue))

     {   

         break;

     }

}

g_DSO1->usWaveBufTemp是2048个ADC数据的缓冲区，g_TrigVol->usTrigValue是上升沿触发值。for循环的作用就是从1448个数据中找到满足触发值的位置，判断方法也比较简单，大于前一个值小于后一个值即可。

保留600个数据是因为这个大小是波形显示区一次可以显示的波形个数。如果从前2048-600 = 1448个数据中检索不到满足要求的数据将不再检索，直接显示末尾的600个数据，如果检测到将直接从for循环里面退出。

这个方法在实际测试中比较好用，另外上升沿阀值的判断还不够严谨，大家有兴趣可以继续完善下。

9.2   普通触发

普通触发的实现是基于ADC的模拟看门狗功能，通过设置不同看门狗阀值实现不同的触发电压。由于使能了看门狗中断，检测到外部触发电压后会进入ADC模拟看门狗中断。在中断里面判断是否是上升沿触发，如果是的话，会关闭模拟看门狗中断并开启一个定时器计数功能，目的是为了采集这个触发电压前后各1024个ADC数据，基本的实现思路就是这个样子的。

下面把实际的实现为大家做个说明：

第1步：将ADC3配置使能模拟看门狗功能。

/*ADC3的配置*****************************************************************/

ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_Rising;

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3;

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;

/* ADC3 规则通道配置 */

ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStructure);

ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);

/* 使能 ADC3 DMA */

ADC_DMACmd(ADC3, ENABLE);

/* 配置模拟看门狗的阀值 注意别配置反了，要不一直进入中断 */

ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC3, 4095, 0);

/* 配置模拟看门狗监测ADC3的通道10 */

ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC3, ADC_Channel_10);

/* 使能一个规则通道的看门狗 */

ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC3, ADC_AnalogWatchdog_SingleRegEnable);

/* 使能模拟看门狗中断 */

ADC_ITConfig(ADC3, ADC_IT_AWD, ENABLE);

/* 使能DMA请求 -------------------------------------------------------------*/

ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(ADC3, ENABLE);

/* Enable ADC3 --------------------------------------------------------------*/

ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);

特别注意函数ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig的设置，因为是12位分辨率的ADC，最大值就是2^12 – 1 = 4095，这里设置为4095表示超过4095才会触发模拟看门狗中断，由于已经是最大值了，所以不会触发模拟看门狗中断。

第2步：模拟看门狗中断。

达到设置的模拟看门狗触发值会进入到这个中断里面。

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: ADC_IRQHandler

*    功能说明: 模拟看门狗中断服务程序。

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*********************************************************************************************************

*/

void ADC_IRQHandler()

{

     /* 读取DMA剩余要传输的数目 */

     g_usTrigCount = DMA2_Stream1->NDTR;

     /* 确认是否是ADC3的看门狗中断 */

     if((ADC3->SR)&0x01)                                                                                                   

    {

         /* 取触发值的前一个点，查看是否是在阀值范围内，从而判断是上升沿还是下降沿 */

         if(g_usTrigCount == 10240)

         {

              /* 剩余10240表示触发值是ADC3ConvertedValue[10239]是触发值，那么上一个点就是10238 */

              g_usTrigTempFlag = ADC3ConvertedValue[10238];

         }

         else if(g_usTrigCount == 10239)

         {

              /* 剩余10239表示触发值是ADC3ConvertedValue[0]是触发值，那么上一个点就是10239 */

              g_usTrigTempFlag = ADC3ConvertedValue[10239];

         }

         else

         {

              /* 剩余10239表示触发值是ADC3ConvertedValue[0]是触发值，那么上一个点就是10239 */

              g_usTrigTempFlag = ADC3ConvertedValue[10238 - g_usTrigCount];

         }

         /* 判断是否是上升沿，是的话开启定时器记录ADC数据 */

         if(g_usTrigTempFlag <= g_TrigVol->usTrigValue)

         {

              /* 关闭ADC3的看门狗中断 */

              ADC3->CR1 &= 0xffffffbf;

              TriggerFlag = 1;

              /* 启动定时器计数 */

              TIM8->CR1 |= 0x01;

         }

        /* 清除挂起标志 */

         ADC3->SR &= 0xfe;

    }

}

进入到这个中断后，主要做了一件事，判断是否是上升沿，如果是上升沿的话，将关闭模拟看门狗并开启定时器测量功能。也就是下面第3步要讲解的。

第3步：初始化一个定时器做时间测量，表示检测到触发值后记录一段时间的波形。

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: TIM8_MeasureTrigConfig

*    功能说明: 使用TIM8为普通触发模式下数据采集计时，定时采集触发值前后的1024个ADC数据

*    形    参：无

*    返 回 值: 无              

*********************************************************************************************************

*/

/*

     每次捕获采集触发值前后的1024个ADC数据(单通道)。

*/

const uint32_t g_TrigFreqTable[][2] =

{

     {60,   1024},    //2.8Msps  168000000/2800000 = 60  => 60 * 1024

     {84,   1024},    //2Msps    168000000/2000000 = 84  => 84 * 1024

     {168,  1024},    //1Msps    168000000/1000000 = 168 => 168 * 1024

     {336,  1024},    //500Ksps  168000000/500000  = 336 => 336 * 1024

     {840,  1024},    //200Ksps  168000000/200000  = 840 => 840 * 1024

     {1680,  1024},   //100Ksps 168000000/100000  = 1680  => 1680 * 1024

     {3360,  1024},   //50Ksps  168000000/50000   = 3360  => 3360 * 1024

     {8400,  1024},   //20Ksps  168000000/20000   = 8400  => 8400 * 1024

     {16800, 1024},   //10Ksps  168000000/10000   = 16800 => 16800 * 1024

     {33600, 1024},   //5Ksps   168000000/5000    = 33600 => 33600 * 1024

     /* 下面5种采样频率下刷新较慢，因为采集前后1024个ADC的时间较长 */

     {42000,    2048},    //2Ksps 168000000/2000  = 84000 => 84000 * 1024

     {42000,    4096},    //1Ksps 168000000/1000  = 168000 => 168000 * 1024

     {42000,    8192},    //500sps 168000000/500  = 336000 => 336000 * 1024

     {42000,    20480},   //200sps 168000000/200  = 840000 => 840000 * 1024

     {42000,    40960},   //100sps 168000000/100  = 1680000 => 1680000 * 1024

     /* 下面这几种采样率不做触发支持 */

     {42000,    40960},   //50sps

     {42000,    40960},   //20sps

     {42000,    40960},   //10sps

     {42000,    40960},   //5sps

     {42000,    40960},   //2sps

     {42000,    40960},   //1sps     

};

void TIM8_MeasureTrigConfig(void)

{

     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;

     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

     /* 开启时钟 */

     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8, ENABLE);

     /* 加上第一次进入中断的标志，进入中断后将其置1 */

     g_usFirstTimeIRQFlag = 0;

     /* 使能定时器8中断  */

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM8_UP_TIM13_IRQn;

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

     /* 定时器配置 */

     TimeBaseId = 1;        /* 开机后按照ADC单通道1Msps进行配置 */

     TIM_DeInit(TIM8); 

     TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = g_TrigFreqTable[TimeBaseId][0] - 1;

     TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = g_TrigFreqTable[TimeBaseId][1] - 1;

     TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;

     TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

     TIM_TimeBaseInit(TIM8, &TIM_BaseInitStructure);

     TIM_ITConfig(TIM8, TIM_IT_Update, ENABLE);

     TIM_Cmd(TIM8, DISABLE);

}

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: Time8Recorder

*    功能说明: 使用TIM8为普通触发模式下数据采集计时，定时采集触发值前后的1024个ADC数据

*    形    参：无

*    返 回 值: 无              

*********************************************************************************************************