/********************************************************************************************************************* * 文件名称：AD_DEAL.c * 芯片平台：STC8A8K64D4 * 功能概述：ADC采集、滑动均值滤波、NTC热敏电阻温度换算、电流/水位模拟量换算 * 采集方式：DMA多通道连续搬运ADC原始数据至DmaAdBuffer缓冲区 * 调度时机：main.c 分时调度，每2ms执行一次AD_Deal() * * 重要说明： * 1、usSRegInBuf[] 为Modbus从机共享输入寄存器缓冲区，16位变量； * 51内核无法原子完成2字节读写，主循环写入 + Modbus中断读取会产生【数据撕裂】， * 现象：运行随机出现超大数值、负数。解决方案：所有赋值语句前后关闭/开启总中断EA，保证原子写入。 * 2、NTC参数：B值配套阻值51K上拉电阻，测温量程表格 -10℃ ~ 100℃ * 最终输出统一限位 0 ~ 11000（对应上位机：0=-10℃，11000=110℃） * 3、新增 adc_sample_cnt 采样计数器，配合main主循环实现DMA/ADC卡死自动重启检测 * 4、ADC增加突变限幅滤波，抑制线路干扰造成数值跳变 * * 修改记录： * [1] DmaAdBuffer、AD_Store 添加volatile，防止编译器优化DMA访问内存 * [2] 增加adc_sample_cnt 用于ADC卡死看门狗检测 * [3] 所有对usSRegInBuf[]赋值增加EA开关，实现16bit原子写入，解决随机异常数值 * [4] v2优化：移除循环内频繁开关EA；先运算至局部缓存，末尾整块拷贝，防止长期运行死机、缓解从机串口阻塞 * [5] 温度换算修复：移除超表格上限直接跳变11000逻辑；计算完成后统一钳位0~11000，消除调节断层跳变 ********************************************************************************************************************/ #include "AD_DEAL.h" // ---------------- NTC温度转换查表常量 (-10℃~100℃, 共111个点) ---------------- const uint32 Find_Const[111] = { 568000, 536000, 506000, 478000, 451000, 426000, 403000, 381000, 360000, 341000, 323000, 306000, 290000, 275000, 261000, 248000, 235000, 224000, 213000, 203000, 193000, 184000, 176000, 168000, 160000, 153000, 146000, 140000, 134000, 128000, 123000, 118000, 113000, 108000, 104000, 100000, 96100, 92400, 88900, 85600, 82400, 79400, 76500, 73700, 71100, 68500, 66100, 63800, 61600, 59500, 57500, 55500, 53700, 51900, 50200, 48600, 47000, 45500, 44100, 42700, 41400, 40100, 38900, 37700, 36500, 35400, 34300, 33300, 32300, 31400, 30500, 29600, 28700, 27900, 27100, 26300, 25600, 24900, 24200, 23500, 22900, 22300, 21700, 21100, 20600, 20100, 19600, 19100, 18600, 18100, 17700, 17200, 16800, 16400, 16000, 15600, 15200, 14800, 14500, 14100, 13800, 13400, 13100, 12800, 12500, 12200, 11900, 11600, 11300, 11000, 10800 }; /********************************************************************************************************************* * 本地常量 ********************************************************************************************************************/ #define ADC_CH 13 #define ADC_DATA 36 // 滤波深度：4点滑动平均 #define FILT_DEPTH 4 // ADC原始值最大突变限制（0~4095） #define ADC_MAX_STEP 22 // 根据噪声大小调整，越大响应越快，越小越稳 /********************************************************************************************************************* * 变量 ********************************************************************************************************************/ u8 chn = 0; volatile u8 xdata DmaAdBuffer[ADC_CH][ADC_DATA]; //【修改】添加volatile，DMA后台改写内存，禁止编译器优化 volatile uint16 AD_Store[13] = {0}; //【修改】添加volatile，存放解析完成单通道ADC原始值 uint32 adc_sample_cnt = 0; //【新增】ADC采样帧计数，main循环用于DMA卡死巡检恢复 // 所有13路通道统一滤波缓存（只滤波原始ADC） uint16 filt_buf[13][FILT_DEPTH] = {0}; uint16 filt_last[13] = {0}; uint8 filt_idx[13] = {0}; /********************************************************************************************************************* * ADC 底层配置 【完全恢复你原版，宏名称不修改】 ********************************************************************************************************************/ void ADC_config(void) { ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_InitStructure.ADC_SMPduty = 31; ADC_InitStructure.ADC_CsSetup = 0; ADC_InitStructure.ADC_CsHold = 1; ADC_InitStructure.ADC_Speed = ADC_SPEED_2X16T; ADC_InitStructure.ADC_AdjResult = ADC_RIGHT_JUSTIFIED; ADC_Inilize(&ADC_InitStructure); ADC_PowerControl(ENABLE); NVIC_ADC_Init(DISABLE,Priority_0); } void DMA_config(void) { DMA_ADC_InitTypeDef DMA_ADC_InitStructure; DMA_ADC_InitStructure.DMA_Enable = ENABLE; DMA_ADC_InitStructure.DMA_Channel = 0x7f3f; DMA_ADC_InitStructure.DMA_Buffer = DmaAdBuffer; DMA_ADC_InitStructure.DMA_Times = ADC_16_Times; DMA_ADC_Inilize(&DMA_ADC_InitStructure); NVIC_DMA_ADC_Init(ENABLE,Priority_0,Priority_0); DMA_ADC_TRIG(); } /********************************************************************************************************************* * 函数：adc_read_ch * 功能：从DMA大块缓冲区提取13路ADC数据，拼装成16bit存入AD_Store[] * !!!【原样恢复你原版内容，删除内部DmaADCFlag赋值，杜绝 not an lvalue报错】 ********************************************************************************************************************/ void adc_read_ch(void) { AD_Store[0]=((u16)DmaAdBuffer[4][10] << 8) | DmaAdBuffer[4][11]; // TH01 AD_Store[1]=((u16)DmaAdBuffer[2][10] << 8) | DmaAdBuffer[2][11]; // TH02 AD_Store[2]=((u16)DmaAdBuffer[0][10] << 8) | DmaAdBuffer[0][11]; // TH03 AD_Store[3]=((u16)DmaAdBuffer[10][10] << 8) | DmaAdBuffer[10][11]; // TH04 AD_Store[4]=((u16)DmaAdBuffer[9][10] << 8) | DmaAdBuffer[9][11]; // TH05 AD_Store[5]=((u16)DmaAdBuffer[8][10] << 8) | DmaAdBuffer[8][11]; AD_Store[6]=((u16)DmaAdBuffer[7][10] << 8) | DmaAdBuffer[7][11]; AD_Store[7]=((u16)DmaAdBuffer[6][10] << 8) | DmaAdBuffer[6][11]; AD_Store[8]=((u16)DmaAdBuffer[3][10] << 8) | DmaAdBuffer[3][11]; AD_Store[9]=((u16)DmaAdBuffer[1][10] << 8) | DmaAdBuffer[1][11]; AD_Store[10]=((u16)DmaAdBuffer[12][10] << 8)| DmaAdBuffer[12][11]; AD_Store[11]=((u16)DmaAdBuffer[11][10] << 8)| DmaAdBuffer[11][11]; AD_Store[12]=((u16)DmaAdBuffer[5][10] << 8) | DmaAdBuffer[5][11]; } /********************************************************************************************************************* * 函数：ADC_Filter * 功能：单通道ADC滑动窗口均值滤波 + 数值突变限幅，抑制尖峰干扰 * 输入：ch通道号，val原始ADC值 * 返回：平滑后ADC数值 ********************************************************************************************************************/ uint16 ADC_Filter(uint8 ch, uint16 val) { uint32 sum = 0; uint8 i; int32 diff; uint16 avg; uint16 safe_val; if(ch >= 13) return val; if(val > 4095) val = 4095; if(val < 0) val = 0; if(filt_last[ch] == 0) filt_last[ch] = val; if(filt_idx[ch] >= FILT_DEPTH) filt_idx[ch] = 0; diff = (int32)val - filt_last[ch]; safe_val = val; if(diff > ADC_MAX_STEP) safe_val = filt_last[ch] + ADC_MAX_STEP; if(diff < -ADC_MAX_STEP) safe_val = filt_last[ch] - ADC_MAX_STEP; filt_buf[ch][filt_idx[ch]] = safe_val; filt_idx[ch]++; for(i = 0; i < FILT_DEPTH; i++) sum += filt_buf[ch][i]; avg = sum / FILT_DEPTH; if(avg > 4095) avg = 4095; if(avg < 0) avg = 0; filt_last[ch] = avg; return avg; } /********************************************************************************************************************* * 函数：AD_Deal * 调度周期：2ms执行一次（main分时调度） * 算法说明：NTC热敏电阻查表插值法(线性遍历查表，非二分查找)，通过电阻匹配温度表，相邻点线性插值得到温度 * v2优化： * 1、全部运算先存入局部临时数组tmp_reg，不直接操作共享usSRegInBuf * 2、移除循环内部频繁EA开关，规避长期运行中断拥堵死机 * 3、运算完成后整块原子拷贝 ********************************************************************************************************************/ void AD_Deal(void) { uint8 i, const_i; uint32 resistance; uint16 raw_adc; uint32 adc_val, denominator; static uint16 tmp_reg[13]; // static移出栈空间 int32 num, den; int32 temp_out; int32 total_val; if(DmaADCFlag) { adc_sample_cnt++; adc_read_ch(); // ===================== 0~9 温度通道 完全沿用你原始查表逻辑 ===================== for (i = 0; i < 10; i++) { // raw_adc = ADC_Filter(i, AD_Store[i]); // raw_adc = ADC_Filter(i, AD_Store[i]); raw_adc = AD_Store[i]; temp_out = 0; // 关键：每一路计算前清零，消除上一轮累加残留 adc_val = raw_adc; denominator = 4096UL - adc_val; if(denominator == 0) denominator = 1; resistance = (adc_val * 51000UL) / denominator; const_i = 0; while (const_i < 110 && resistance < Find_Const[const_i]) { const_i++; //====新增：查表循环内喂狗，防止长循环卡死看门狗==== if((const_i % 30) == 0) { WDT_Feed(); } } if (const_i != 0) { temp_out = (const_i - 1) * 100; num = (int32)Find_Const[const_i-1] - (int32)resistance; den = (int32)Find_Const[const_i-1] - (int32)Find_Const[const_i]; if(den == 0) den = 1; // 防止除0 if(num > 0 && den > 0) { temp_out += (int16)(num * 100UL / den); } } // 单次计算值限位 if(temp_out > 11000) temp_out = 11000; if(temp_out < 0) temp_out = 0; // 类型安全相加偏移 total_val = (int32)temp_out + (int16)usSRegHoldBuf[0xC0 + i]; // 相加后二次限位 if(total_val > 11000) total_val = 11000; if(total_val < 0) total_val = 0; tmp_reg[i] = (uint16)total_val; WDT_Feed(); } // ===================== 10~11 电流通道 ===================== for (i = 10; i < 12; i++) { raw_adc = ADC_Filter(i, AD_Store[i]); tmp_reg[i] = (uint16)(((raw_adc * 10000UL / 4096UL) * 10UL / 100UL)+usSRegHoldBuf[0xC0+i]); WDT_Feed(); } // ===================== 12 水位通道 ===================== raw_adc = ADC_Filter(12, AD_Store[12]); tmp_reg[12] = (uint16)(((raw_adc * 9UL / 2UL / 4096UL) * 100UL)+usSRegHoldBuf[0xCC]); WDT_Feed(); //==================== 整块关闭中断原子拷贝 ==================== WDT_Feed(); EA = 0; usSRegInBuf[0] = tmp_reg[0]; usSRegInBuf[1] = tmp_reg[1]; usSRegInBuf[2] = tmp_reg[2]; usSRegInBuf[3] = tmp_reg[3]; usSRegInBuf[4] = tmp_reg[4]; usSRegInBuf[5] = tmp_reg[5]; usSRegInBuf[6] = tmp_reg[6]; usSRegInBuf[7] = tmp_reg[7]; usSRegInBuf[8] = tmp_reg[8]; usSRegInBuf[9] = tmp_reg[9]; usSRegInBuf[10] = tmp_reg[10]; usSRegInBuf[11] = tmp_reg[11]; usSRegInBuf[12] = tmp_reg[12]; EA = 1; DmaADCFlag = 0; DMA_ADC_TRIG(); WDT_Feed(); } }