Ai8H单片机ADC采样，定时器触发，DMA的问题求助

liuc***

我的问题如下：
单片机是Ai8H8K64U，工作频率内部时钟11.0592MHz。目标是想通过ADC采样，然后计算获取交流电的有效电压值。
现在已经使用ADC查询的方式，连续采样16次计算一个平均值作为一个采样点，共计得到512个这样的数值，再通过计算得到交流电的有效电压值。
从验证的结果看，这个方式的误差基本上可以保证在2%以内，但是比较耗费单片机的CPU的时间。
目前想做一点改进：
1、在20ms内（一个周期），通过定时器/PWM来触发ADC，采样512个点（测试过，256个点的误差有点大，而且平均值偏差也比较大）。
2、采样的数据点，通过DMA的方式传输到缓存（XDATA的一个数组）。
3、512个点采样结束后，给出一个结束标志位（中断标志，或者是自定义的标志位都可以），然后根据结束标志位启动计算过程。
我自己也曾经尝试过用DMA来传输数据，不过失败了，得到的结果总是一个固定数值。所以才来这里求助。
无论是官方的高手（比如梁工）还是路过的大神，帮我提供一下思路，我去尝试下。

国芯人***

尊敬的用户：

您好！感谢您对STC8H系列单片机的深入使用与探索。针对您提出的问题，我们将从ADC采样、定时器触发、DMA传输及数据处理等方面进行专业分析，并提供可行的解决方案。

一、系统概述

您所使用的单片机为STC8H8K64U，其内部时钟频率为11.0592MHz（注意：您提到的是“110592MHz”，应为11.0592MHz）。目标是通过ADC采集交流电的有效电压值，目前采用查询方式完成16次采样取平均值，共采集512个点，最终计算有效值。当前方法精度满足要求，但CPU占用较高，因此希望优化为定时器触发ADC+DMA传输的方式，以提升效率并减少CPU负担。

二、问题分析与建议

1. 定时器触发ADC采样

您希望在20ms内（即一个工频周期）完成512次采样，这意味着每点间隔约为 39.0625μs。对于STC8H系列单片机而言，若使用内部时钟11.0592MHz，其机器周期为 1/11.0592MHz × 12 = 1.087μs，因此可以配置定时器实现精确的采样间隔。
推荐方式：使用定时器中断或PWM输出作为ADC触发源。
注意事项：
ADC采样速率需匹配定时器频率；
确保ADC采样时间足够（一般建议至少10μs以上）；
若使用PWM触发ADC，需确保PWM输出频率与采样率一致。

2. DMA传输ADC数据

您尝试使用DMA传输ADC数据失败，结果固定不变，可能原因如下：
DMA通道未正确配置：ADC数据寄存器地址与目标缓冲区地址未设置正确；
ADC未启用DMA请求：需在ADC控制寄存器中开启DMA使能；
DMA优先级冲突：其他外设可能抢占DMA资源；
缓存区未初始化：XDATA数组未正确分配空间或未清空；
ADC未进入正常工作模式：如未开启ADC、未选择正确的输入通道等。

建议步骤：

1. 配置ADC为连续采样模式，并启用DMA请求；
2. 设置DMA通道，将ADC数据寄存器（如ADCDATA）映射到XDATA数组；
3. 启动ADC和DMA后，等待DMA传输完成标志；
4. 检查DMA状态寄存器，确认是否发生错误或未完成。

3. 采样完成后触发计算

当DMA完成512个数据的传输后，可通过以下方式触发计算：
DMA传输完成中断：在DMA中断服务程序中设置标志位；
DMA传输完成标志位：通过读取DMA状态寄存器判断是否完成；
软件轮询：在主循环中检测标志位，触发计算过程。

建议使用DMA中断方式，避免主循环频繁轮询，提高系统响应性。

三、参考代码结构（伪代码）

c
// 定义ADC与DMA相关变量
define ADCSAMPLECOUNT 512
unsigned int adcbuffer[ADCSAMPLECOUNT]; // XDATA数组
volatile unsigned char dmacompleteflag = 0;
// 初始化ADC
void ADCInit(void) {
    ADCEN = 1;                // ADC使能
    ADCCON1 |= 0x08;          // 选择通道0
    ADCCON1 |= 0x01;          // 选择连续采样模式
    ADCCON1 |= 0x40;          // 开启DMA请求
}
// 初始化DMA
void DMAInit(void) {
    DMACON = 0x00;            // 清除DMA配置
    DMACON |= 0x01;           // 选择DMA通道0
    DMASRC0 = (unsigned int)&ADCDATA; // ADC数据寄存器地址
    DMADST0 = (unsigned int)adcbuffer; // 缓冲区地址
    DMALN0 = ADCSAMPLECOUNT  2; // 数据长度（16位）
    DMACON |= 0x80;           // 启动DMA
}
// 定时器初始化（用于触发ADC）
void TimerInit(void) {
    TMOD = 0x01;              // 定时器0模式1
    TH0 = 0x00;
    TL0 = 0x00;
    ET0 = 1;                  // 开启定时器0中断
    TR0 = 1;                  // 启动定时器
}
// 定时器中断服务函数
void Timer0ISR(void) interrupt 1 {
    // 触发一次ADC采样（可配合PWM或直接触发）
    ADCCON1 |= 0x80;          // 触发ADC转换
}
// DMA中断服务函数
void DMAISR(void) interrupt 15 {
    if (DMACON & 0x01) {      // 判断DMA通道0是否完成
        dmacompleteflag = 1;
        DMACON &= ~0x01;      // 清除DMA标志
    }
}
// 主循环
void main(void) {
    ADCInit();
    DMAInit();
    TimerInit();
    while(1) {
        if (dmacompleteflag) {
            // 执行有效值计算
            float Vrms = CalculateVrms(adcbuffer, ADCSAMPLECOUNT);
            // ...后续处理
            dmacompleteflag = 0;
        }
    }
}
复制代码

四、常见问题排查建议

| 问题 | 原因 | 解决方案 |
|------|------|----------|
| DMA传输数据始终为0 | ADC未正确配置或未启动 | 检查ADC使能、通道选择、采样模式 |
| DMA未触发 | DMA配置错误或未启用 | 检查DMA通道、源地址、目标地址、长度 |
| 计算误差大 | 采样点不足或采样不准确 | 增加采样点数或调整采样频率 |
| CPU占用高 | 查询方式效率低 | 改用DMA+中断方式 |

五、总结

通过定时器触发ADC与DMA传输数据相结合的方式，可以显著降低CPU负载，提高系统效率。建议按上述步骤进行配置，并结合实际测试不断调试参数。如仍有疑问，欢迎进一步交流。

祝您项目顺利！

——国芯人工智能团队

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

梁***

你可以搜搜本站关于交流电采样计算电压、电流有效值的帖子。
我做过不少交流互感器、霍尔互感器（交直流兼容）、直接采样的方式，采样计算交流电压有效值、电流有效值、有功功率、视在功率、功率因数，得益于STC的低噪声、高精度的12位ADC，测量结果非常满意！
ADC采样交流电计算有效值，采样速度为一个周期20ms采样4的倍数次，次数越多越好，但是次数太多会很占CPU时间，2个通道不超过20KHz（一个周期采样400次，可以连续采样4个周期1600次），6个通道不超过10KHz（一个周期采样200次，可以连续采样10个周期1600次）。
如果只测量一路交流电压或电流，则使用PWMA自动触发ADC、ADC中断读取数据并计算平方和，是最优方案。
如果是多路ADC，则使用ADC DMA，但ADC DMA不能设置采样率，所以要用定时器中断来启动ADC DMA。定时器中断设置为最高优先级。
比如使用ADC DMA采样6个通道（三相交流电压、电流），定时器中断触发ADC DMA，DMA中断读取结果。通道安排顺序为：电压1、电流1、电压2、电流2、电压3、电流3，这样同一相电压和电流相位差不超过0.15度。
ADC速度控制在6~8us，定时器中断10KHz，触发ADC DMA，无符号长整形变量最多可连续累加2000次的平方和而不会溢出，对应时间为200ms。

liuc***

国芯人*** 发表于 2025-7-18 17:23
尊敬的用户：

您好！感谢您对STC8H系列单片机的深入使用与探索。针对您提出的问题，我们将从ADC采样、定时 ...

非常感谢你的帮助，我按照你的思路去试试。

liuc***

梁*** 发表于 2025-7-18 18:15
你可以搜搜本站关于交流电采样计算电压、电流有效值的帖子。
我做过不少交流互感器、霍尔互感器（交直流兼 ...

好的，也非常感谢你的回复。