STM32-三重ADC同步采样-FFT测信号相位差_stm32 fft 相位
STM32---adc-fft-信号相位差
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STM32---adc-fft-信号相位差
前言：
基础知识：
正文：
时钟配置：
基础配置：
串口配置：
TIM定时器：
ADC配置：
DMA配置：
代码示例：
结语：
前言：
在信号处理领域，测量两个信号之间的相位差在许多应用中至关重要，如电力系统的同步、振动分析、以及通信系统中的相位调制。STM32系列微控制器，特别是STM32F407，具有强大的ADC模块，可以实现多路同步采样。通过使用三重ADC同步采样，并结合快速傅里叶变换（FFT），我们可以精确地测量信号之间的相位差。本次将分享如何使用STM32，利用三重ADC同步采样模式，配合FFT测信号相位差。本教程使用stm32f4，基于cubemx、keil5开发。（相位差这一概念，存在于频率相同，相位不同的信号中）
基础知识：
有关FFT的使用方法，大家可以先看看这篇博客
——《stm32-HAL库-fft-测频率幅度》
STM32系列微控制器（如STM32F407）提供了多个ADC模块，允许用户配置它们以同步方式采样多个通道。STM32的多ADC模块可以通过一个公共触发源（例如一个定时器）来实现同步启动，从而保证多ADC通道的采样在同一时间点进行。
正文：
关于时钟，串口，定时器这些比较常规的配置，我就不多做解释了，在下面这篇文章中我有过详细的介绍，如果需要的话，大家可以先看看这篇文章了解一下。下面ADC的配置比较重要！！！
——《stm32-HAL 电赛信号教程》
时钟配置：
基础配置：
串口配置：
TIM定时器：
这里我开的是2M采样率。128M/64=2M
ADC配置：
DMA配置：
到此，配置完成。
代码示例：
这里就以ADC1和ADC2两个ADC采集为例，获得信号的相位差。但实际这个程序也采集了ADC3的数据，处理方法跟这两一样的哈。
（1）宏定义
/* Private define ------------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PD */#define FFT_LENGTH 1024#define ADC1_DMA_Size 3072#define ADC2_DMA_Size 1024（2）定义数组变量
int freq1=0; //获得ADC1采集信号的频率int freq2=0; //获得ADC2采集信号的频率float phase_1=0; //获得ADC1采集信号的相位float phase_2=0; //获得ADC2采集信号的相位float phase_differ=0;//相位差 int SAM_FRE=2000000; //采样率-与cubemx配置的数据一致 float fft_inputbuf1 [FFT_LENGTH*2]; float fft_inputbuf2 [FFT_LENGTH*2]; float fft_outputbuf1[FFT_LENGTH]; float fft_outputbuf2[FFT_LENGTH]; uint32_t ADC1_ConvertedValue[1024][3];//存放各ADC采集到的数据（3）数据处理
打开ADC-DMA开启数据采集和传输。
HAL_ADC_Start(&hadc1); HAL_ADC_Start(&hadc2); HAL_ADC_Start(&hadc3); HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC1_ConvertedValue,3072); HAL_TIM_Base_Start(&htim8); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) {主函数main中
/* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { if(DMA_FLAG==1) { DMA_FLAG=0; HAL_TIM_Base_Stop(&htim8); //关闭ADC-tim，防止数据处理时数据变化 HAL_ADCEx_MultiModeStop_DMA(&hadc1); HAL_ADC_Stop(&hadc1); HAL_ADC_Stop(&hadc2); HAL_ADC_Stop(&hadc3); for(int i=0;i180) //相位调整 { phase_differ=phase_differ-360; } if(phase_differ<-180) { phase_differ=phase_differ+360; } printf(\"phase_differ = %f\\r\\n\",phase_differ); HAL_Delay(1000); HAL_ADC_Start(&hadc1);HAL_ADC_Start(&hadc2); HAL_ADC_Start(&hadc3); HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC1_ConvertedValue,3072); HAL_TIM_Base_Start(&htim8); } /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ }信号频率计算函数
int findmax(float*arry,uint16_t len,uint16_t s) //s表示从第几个数开始找 { int i; int j=s; for(i=s;iarry[j]) { j=i; } } return j; }相位计算函数：FFT计算后的fft_inputbuf数组中，虚部除实部就是相位。
//相位计算函数float Phase_atan(float32_t *inputSignal,uint32_t index){ return atan(inputSignal[2*index+1] / inputSignal[2*index]) / PI * 180;}OKOK，代码编写完成，大家可以打ADC1与ADC2采集的数据使用vofa+打印出来，用函数信号发生器产生两个频率相同，相位差为0的信号，可以发现两图案是重叠的，证明确实是同步采样。
结语：
测量相位的内容较多且较为复杂，可以有点难理解，希望我的分享对大家能有帮助。如果需要完整代码，可以私信我或者留言，有疑问或建议欢迎留言！（这些代码都是在实验室验证过的哟）
