音乐频谱AD采样为什么使用定时器控制采样率？为什么采样率要设置为40KHz？

伊轩海

下面代码中，用定时器控制ADC的采样率有什么好处吗？另外，为什么采样率要设置为40KHz？

//arr:定时器周期 
//psc:预分频器数值  计数器的时钟频率CK_CNT等于ck_psc/psc+1 
//系统时钟ck_psc:64M 
void TIM1_Init(u16 arr,u16 psc)
{ 
TIM_TimeBaseInitTypeDef   TIM_TimeBaseStructure; 
  TIM_OCInitTypeDef         TIM_OCInitStructure; 
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); 
  TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);  
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;           
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;        
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;     
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   
  TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); 
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;  
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;                 
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = arr/2;  
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;          
  TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); 
} 
#define ADC1_DR_Address    ((uint32_t)0x4001244C) 
u16 ADCRegularVal[NPT+15]; 

//初始化DMA 
void DMA1_Init(void)
{ 
DMA_InitTypeDef           DMA_InitStructure; 
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); 
  DMA_DeInit(DMA1_Channel1); 
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; 
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADCRegularVal; 
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; 
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = NPT; 
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; 
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; 
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; 
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; 
  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; 
  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; 
  DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; 
  DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); 
  DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //使能DMA 
} 
//等待DMA1传输结束，这个时候就可以读取ADC的值了 
void Wait_ADC1_DMA1TransportOver(void){ 
  while(!DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1)); //等待DMA传输完成   
  DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);  //清除传输完成标志 
} 
//初始化ADC 
//定时器周期触发     
void  Adc_Init(void) 
{ 
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1 , ENABLE );   //使能ADC1通道时钟 
  
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);   //设置ADC分频因子4 64M/4=16M 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;     //PA8PWM输出 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; 
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//PA0 作为模拟通道输入引脚                          
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入引脚 
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM1_Init(25,63);   //40K的采样率 
DMA1_Init();    //初始化DMA 
ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值 
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; 
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

  /* ADC1 regular channel0 configuration */  
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_13Cycles5); //设置规则通道ADC的采样率 28.5个周期 

  ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); //使能ADC DMA 
  ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE); //ADC外部触发使能 

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1 
ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能复位校准   
  
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束 
ADC_StartCalibration(ADC1);  //开启AD校准 
  
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  //等待校准结束 
  
  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1定时器 
  TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); //CH1 WM输出使能 

}

正点原子

定时器采集的好处就是准确，方便设置。
40Kz是根据采样定理，大于2被音频信号带宽采样，即可保证信号完整。
音频信号一般是20Hz~20Khz

伊轩海

回复【2楼】正点原子:
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嗯嗯，我懂了，谢谢！再请教一下
1、是不是使用定时器控制采样频率，就一定要用外部触发？这里ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;而且为什么要用捕获比较呢？ 
2、这个程序可以直接用于采集人说话的声音信号吗？我想采集声音信号，然后再通过DAC还原、播放声音
谢谢！

正点原子

回复【3楼】伊轩海:
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1，不一定。
2，可以。

伊轩海

回复【4楼】正点原子:
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原子哥，上面程序中，u16 ADCRegularVal[NPT+15]; 其中NPT表示什么？为什么要加15呢？谢谢

正点原子

回复【5楼】伊轩海:
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这是官方FFT库的东东，你去看这部分介绍吧。

正点原子

回复【5楼】伊轩海:
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得看官方FFT资料，我也不怎么熟悉