AD采集-高速存储至SD卡

一、前言

现在需要将ADC采集到的数据储存至SD卡中，ADC采用AD7764，处理器采用STM32F103ZET6。下面对设计过程进行记录。

1.1 AD7764介绍

312K输出，109db信噪比。
输出速率由外部时钟控制
DMA数据传输

1.2 SD卡储存方式介绍

SDIO协议
DMA数据传输
FatFs文件系统（传输速率最高1M）

1.3 控制方式

开始采集按钮
关闭采集按钮
屏幕刷新按钮（后期实现）

二、方案介绍

2.1 方案一

AD7764采集数据存储到SRAM中，触发中断
中断程序调用SD卡储存程序
注：这种方法比较容易实现，但是可能会引起数据保存速率的降低，先用这种方法作为测试。

2.2 方案二

开辟1024字节的储存空间BUFF。
AD7764采集到的数据储存到这个BUFF中，储存一半后触发中断。
在中断程序中调用存储程序，储存一半结束，等待下一次中断

2.3 控制方案

功能比较简单，三个按钮对应三个功能，用传统方式就好。注：复杂的控制推荐使用状态机的方式。

三、实现步骤

3.1 SD卡相关

3.1.1 SDIO+DMA基础驱动

采用官方的驱动，驱动下载链接附上：sdio_sdcard.c 和 sdio_sdcard.h。如果引脚对应上了，就不需要进行修改。如果没有对应上，需要修改引脚，中断，DMA设置。我运气好，对应上了[滑稽]。
测试方法可以使用SD_ReadBlock，和SD_WriteBlock两个函数进行测试，注：每次读可以的大小为：1~512，写的最小单位是512字节，对应不上则会出错。因为这个原因，我选择了死亡Fatfs文件系统。

3.1.2 Fatfs移植

由于文件比较多，可以去官网下载，在上一小节移植成功了后，只需要修改ff.c这一个文件，修改两个地方如下：

DRESULT disk_read (
	BYTE drv,		/* Physical drive nmuber (0..) */
	BYTE *buff,		/* Data buffer to store read data */
	DWORD sector,	/* Sector address (LBA) */
	BYTE count		/* Number of sectors to read (1..255) */
)
{	 
	if(count==1)
    {
          SD_ReadBlock((u32 *)(&buff[0]),sector << 9 ,SECTOR_SIZE);
         
	}
	return RES_OK;
}

DRESULT disk_write (
	BYTE drv,			/* Physical drive nmuber (0..) */
	const BYTE *buff,	/* Data to be written */
	DWORD sector,		/* Sector address (LBA) */
	BYTE count			/* Number of sectors to write (1..255) */
)
{
	if(count==1)
    {     
          SD_WriteBlock((u32 *)(&buff[0]),sector << 9 ,SECTOR_SIZE);
	}         
  	return RES_OK;
}

移植成功后，先进行测试。测试代码如下（要是代码可折叠显示就好了）：

SD_Check();  //挂载SD卡，测试是否成功
if (f_open(&fsrc,path,FA_OPEN_ALWAYS | FA_WRITE) != FR_OK) //如果不存在则新建文件，只写模式
	printf("file open failed \r\n");
f_lseek(&fsrc,fsrc.fsize);    //跳转到文件末尾，进行添加
a = f_write(&fsrc,"hello worlasdfas",20,&br);
printf("%d \r\n",a);  //打印返回数据，用于测试
f_close(&fsrc);

if (f_open(&fsrc,path,FA_READ) != FR_OK)
	printf("file open failed2 \r\n");

a = f_read(&fsrc,buffsd,40,&br);
printf("%d \r\n",a);
f_close(&fsrc);

str_print((const char*)buffsd,40);

至此，SD卡驱动已经全部移植成功。

3.2 AD7764电压采集

目标实现功能如下：

3.2.1 SPI配置相关

3.2.2 DMA配置相关

3.3.3 中断配置相关

3.3.4 双缓存结构

为了实现一边采集数据，一边储存至SD卡中，采用双缓存结构实现，可参考文章

3.2.5 读取控制程序相关

3.2.6 SPI从机模拟

由于手上没有AD7764的板子，需要用STM32模拟一个，可参考文章。

3.3 控制功能实现

按键实现以下功能：

按下按键后有效，只会生效一次，再次有效需要松开再按
支持多个按键同时按下
不阻塞
软件消抖
每个按键对应一个功能
实现代码如下：

u8 Get_key()
{
	static u8 preKey = 0x00;
	u8 temp;
	temp = KEY_Scan();
	
	delay_ms(20);
	
	if (temp == KEY_Scan())
	{
		if (preKey != temp)
		{
			preKey = temp;
			return preKey;
		}
	}
	
	return 0;
}

int Key_Control()
{
	u8 a = Get_key();

	switch(a)
	{
		case 0x80:printf("wk_up");break;  // wk_up
		case 0x40:printf("key0");break;   // key0
		case 0x20:printf("key1");break;   // key1
		default:;break;
	}
}

担心有小伙伴不能理解KEY_Scan()的实现方式，他这个函数和硬件相关，不同硬件编写有些不一样，下面也附上代码作为参考：

u8 KEY_Scan()
{	 
	u8 temp = 0;
	u8 i;
	
	for (i = 0;i < 2;i ++)
	{
		temp >>= 1;
		if (!PEin(i + 3))
			temp |= 0x80;
	}
	
	temp >>= 1;
	if (PAin(0))
	{
		temp |= 0x80;
	}
	return temp;
}