基于STM32F407的高速峰值检测方法

魏烈祥，汪天照，张晶，廖辉，秦家宝

（湖北方圆环保科技有限公司，湖北武汉，430074）

模拟信号峰值检测在仪器仪表和工业检测中应用非常普遍，如放射性粒子检测、光谱分析和机械受损峰值压力等。常规方法采用高速AD+FPGA实现，技术要求高、价格比较昂贵。为此介绍一种基于STM32F407的低成本高速模拟信号峰值检测方法，通过三重ADC交替采样，利用DMA将实时采样数据传送到环形队列存放；动态设置STM32F407内置模拟看门狗上下限阈值；截取有效峰值信号并进行滤波和寻峰处理。通过此方法，AD采样率高达8.4MHz, 可以实时高速采样有效的模拟峰值信号，实现模拟信号的峰值检测。

1 基本原理

传感器输出的模拟信号经过前置放大、S–K滤波、高斯成形和调理，送入STM32F407内部A/D通道进行采样、滤波和寻峰处理,如图1所示。

图1 电路框图

STM32F407是ST（意法半导体）基于ARMCortex™–M4为内核的高性能微控制器，所使用的ART技术使得程序零等待执行，程序执行的效率非常高。集成了单周期DSP指令和FPU（floating point unit，浮点单元），提升了计算能力，可以进行一些复杂的计算和控制。

STM32F407自带多通道、三路ADC控制器，每路ADC具有DMA功能，ADC转换精度为12位，其中三路ADC控制器可以实现对同一通道的信号进行交替采样，实现对一个模拟通道信号的高速数据采集。每路ADC最大的采样率达到了2.8M，三路ADC在规则组模式下交替采样最快可以达到8.4M的采样率。模拟看门狗可以实时监控ADC通道模拟信号是否在设定的上下限阈值范围内[1]。

■1.1 多重ADC工作原理

在规则组模式下，三重交替ADC工作原理如图2所示。……