stm32三相电相位采集

我用103系列中容量的芯片，用fft采集相位结果波动很大而且fft占用太大，想请教一下各位有没有fft以外的方案能用f103芯片实现相位采集

GPT参考：
在使用 STM32F103 芯片实现三相电相位采集时，确实有一些方法可以改善结果的稳定性并减小资源占用。以下是一些建议和可能的方案：

@模拟滤波： 在进行 ADC 采样之前，使用模拟电路进行滤波处理。使用电容和电阻来滤除高频噪声，以及使用差分放大器来减少共模噪声。

@多次采样取平均： 进行多次连续的 ADC 采样，然后对这些采样值进行平均，以减少随机噪声的影响。

@软件滤波： 在数字域进行滤波。例如，您可以使用移动平均滤波器，或者更高级的滤波算法如卡尔曼滤波。

@相位锁定循环（PLL）： 使用相位锁定循环来对输入信号的频率和相位进行跟踪，从而提高稳定性。

@使用微小功耗 MCU： 如果资源占用是问题，考虑使用其他 STM32 系列，如 STM32L 系列，以减少功耗和资源使用。

@不使用 FFT： FFT 算法可能会占用大量的处理器资源。考虑使用更简单的算法，如 Goertzel 算法，以实现更低的资源占用。

@硬件加速： 如果您的 STM32F103 芯片支持硬件加速，如 DMA，您可以利用这些功能来加速 ADC 采样和处理。

@优化代码： 确保您的代码经过优化，避免不必要的计算和内存使用。

@外部模块： 考虑使用外部电路或模块来处理相位测量，这可以将负担转移到专用硬件上，从而减轻 MCU 的负荷。

@检查供电和地线： 确保供电和地线的质量，以减少干扰和噪声。

@检查采样频率： 考虑您的采样频率是否过高，可能导致混叠效应。选择适当的采样频率，以避免该问题。

最终，选择合适的方案取决于您的具体需求、资源和应用场景。您可能需要在不同的方法之间进行试验和调优，以找到最适合您的应用的方案。如果您对特定的技术有疑问，我建议您参考 STM32 官方文档、社区或相关领域的专家意见。

参考gpt：
结合自己分析给你如下建议：
使用 STM32F103 芯片进行相位采集，需要考虑以下几个方面：
信号的采样率和采样点数。采样率决定了信号的最高频率，根据奈奎斯特采样定理，采样率必须大于或等于信号最高频率的两倍。采样点数决定了 FFT 的点数，FFT 的点数必须是 4 的整数次幂，比如 64、256、1024 等。FFT 的点数越大，频率分辨率越高，但是计算量也越大。2
STM32F103 的 ADC 和 DMA 模块。STM32F103 的 ADC 模块可以实现模拟信号到数字信号的转换，它支持 12 位的分辨率，0-3.3V 的输入范围，最高 1 MSPS 的转换速率。STM32F103 的 DMA 模块可以实现 ADC 转换结果的自动传输，无需 CPU 干预，提高效率和准确性。3
STM32F103 的 DSP 库或汇编库。STM32F103 的 DSP 库或汇编库是由 ST 官方提供的一些用于数字信号处理的函数或指令集，它们可以实现 FFT 等运算，并且优化了性能和精度。使用 DSP 库或汇编库进行 FFT，需要注意输入和输出数据的格式和存储方式，以及 FFT 结果的解析方法。4
根据您的描述，您使用 FFT 采集相位结果波动很大而且 FFT 占用太大，这可能是由于以下原因导致的：
信号的质量不好，存在噪声或干扰，影响了 FFT 的准确性。您可以尝试对信号进行滤波或平滑处理，去除不需要的高频或低频成分。
信号的采样率或采样点数不合适，导致了频谱泄漏或混叠现象，影响了 FFT 的分辨率和稳定性。您可以尝试调整采样率或采样点数，使之符合信号的特性和需求。
STM32F103 的 ADC 或 DMA 模块配置不正确，导致了数据丢失或错误，影响了 FFT 的输入数据。您可以尝试检查 ADC 或 DMA 模块的参数设置，比如转换通道、触发源、传输模式、缓冲区大小等。
STM32F103 的 DSP 库或汇编库使用不当，导致了计算错误或超时，影响了 FFT 的输出数据。您可以尝试检查 DSP 库或汇编库的函数调用或指令执行，比如数据格式、存储方式、运算方式、结果解析等。

参考ChatGPT
如果你在使用STM32F103系列芯片进行相位采集时遇到了FFT结果波动较大且FFT占用资源过多的问题，你可以考虑以下一些方案来优化你的应用：

1. 滤波和预处理：
   • 在进行FFT之前，对原始信号进行滤波和预处理，以去除可能引入波动的噪声或干扰成分。这有助于减小FFT结果的波动。
2. 窗函数：
   • 在信号窗口上应用合适的窗函数，如汉宁窗、汉明窗等。窗函数可以减小FFT结果的泄漏，提高精度。
3. 采样率和数据量：
   • 考虑降低采样率和数据量，以减少FFT运算的负担。根据你的应用需求，适当调整采样率可以在一定程度上降低资源占用。
4. 快速傅里叶变换库的选择：
   • 如果FFT占用资源太大，你可以尝试选择更轻量级的FFT库，或者根据应用需求自行实现简化版的FFT算法，以减少资源消耗。
5. 相位测量方法：
   • 考虑是否可以使用更简单的相位测量方法，例如锁相环（PLL）或移相器等，以避免使用FFT来测量相位。
6. 硬件加速：
   • 如果可能，考虑使用硬件加速器来进行FFT计算，以减轻CPU的负担。一些高级的STM32F103型号可能提供了这样的硬件加速功能。
7. 资源优化：
   • 仔细检查你的代码，确保你在编程中使用了适当的优化技巧，以减少代码的占用和运行时的资源消耗。
8. 性能评估：
   • 对不同方案进行性能评估和测试，以确定哪种方案最适合你的应用需求。这可能需要对不同的优化方法进行实验和分析。

FFT (快速傅里叶变换) 确实在资源上消耗较大，尤其是在低端的微控制器上。你可以考虑使用其他频域分析方法，例如 Goertzel 算法，它在频域分析上的计算量相对较小。这可能会降低计算精度，但对于某些应用是可接受的。

【以下回答由 GPT 生成】

首先，要实现相位采集，可以考虑以下几个方面的优化：

1. 数据采集：确保电量信号的采集精度和稳定性，可以对输入信号进行滤波和放大，避免过高的信噪比。也可以考虑使用高精度的ADC模块来提高数据采集的精度。

2. 相位计算：可以使用离散傅里叶变换（DFT）来计算相位，而不是使用FFT算法。DFT的计算效率较低，但是在计算相位时可以选择具体的频率分量进行计算，从而减少内存占用和波动。

3. 优化算法：可以选择更加高效的算法来计算相位，例如Goertzel算法或基于积分的数字锁相环（DLL）算法，这些算法通常可以在嵌入式系统上实现，并且占用较少的内存空间。

下面是一个使用DFT算法进行相位计算的示例代码：

#include <math.h>

#define N 1024
#define PI 3.14159

// 采样数据
float input[N];

// DFT计算结果
float real[N], imag[N];

void dft() {
    for (int k = 0; k < N; k++) {
        real[k] = imag[k] = 0;
        for (int n = 0; n < N; n++) {
            float angle = 2 * PI * k * n / N;
            real[k] += input[n] * cos(angle);
            imag[k] -= input[n] * sin(angle);
        }
    }
}

void phaseCalculation() {
    // 计算DFT结果
    dft();

    // 计算相位
    float phase[N];
    for (int k = 0; k < N; k++) {
        phase[k] = atan2(imag[k], real[k]);
    }

    // 输出结果
    for (int k = 0; k < N; k++) {
        printf("Phase[%d]: %f\n", k, phase[k]);
    }
}

注意：以上是一个简化的示例代码，实际中还需要对采样数据进行预处理和滤波等操作，以获得更准确的相位计算结果。另外，本代码中使用的是浮点数运算，如果需要进一步优化，可以考虑使用定点数运算。

【相关推荐】

• 请看👉 ：定点数和浮点数在STM32单片机中使用傅里叶（FFT）变换的理解

引用chatgpt内容作答：
针对在STM32F103系列芯片上实现三相电相位采集的问题，我可以给你一些建议和方案。既然你已经尝试使用FFT进行相位采集但遇到了问题，那么我们可以考虑其他方法来实现稳定的相位采集。

以下是一些可能的方案和建议：

1、锁相环（Phase-Locked Loop, PLL）： 锁相环是一种常用的技术，用于同步输入信号的相位和频率。你可以使用STM32F103的定时器和计数器来实现锁相环，将输入的三相信号与一个参考信号进行比较，然后调整计数器的计数值以达到同步。这种方法需要一些精确的参数调整，但可以实现稳定的相位测量。

2、锁定放大器（Lock-in Amplifier）： 锁定放大器是一种专门用于从噪声背景中提取弱信号的电子设备。它可以用于从输入信号中提取特定频率成分的幅度和相位信息。你可以使用模拟电路来实现锁定放大器，或者尝试使用芯片内的模拟比较器和运算放大器来构建这样的电路。

3、零交叉检测： 这是一种简单的技术，用于检测三相电信号的零交叉点。你可以使用STM32F103的外部中断输入来检测信号的零交叉点，并通过计算两个相邻零交叉点之间的时间差来估计相位差。

4、数字相位锁定循环（Digital Phase-Locked Loop, DPLL）： 类似于模拟锁相环，数字相位锁定循环也可以用于同步相位。它结合了数字信号处理技术和锁相环的概念，可以在数字领域内实现相位同步。

5、离散相移技术： 这种方法适用于固定频率的三相信号。你可以通过对比不同相位的采样值，找到最佳相位来最大化某些特定条件（如信号幅度的最大值）。

请注意，每种方法都有其优缺点，取决于你的应用需求和资源限制。在选择最适合的方案时，你需要考虑实时性、精度、计算复杂度和硬件资源等因素。

最后，如果FFT的波动较大，你可能也可以尝试优化FFT的参数设置、窗函数的选择以及信号预处理等步骤，以改善测量结果的稳定性。

该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下：

对于在STM32F103系列芯片上实现相位采集，有几种可能的方案可以考虑：

1、 Zero-Crossing检测法：这是一种简单且低成本的相位检测方法。通过检测交流信号的零交叉点，可以确定相位信息。可以使用STM32的外部中断功能来检测交流信号的零交叉点，并通过计时器来测量两个零交叉点之间的时间差。根据时间差可以计算出相位信息。

2、 锁相环（Phase-Locked Loop, PLL）：PLL是一种基于反馈的相位跟踪技术，可以用于相位采集。你可以使用STM32的定时器和输入捕获功能来测量交流信号的周期，并与参考信号进行比较，从而得到相位差。PLL可以提供较高的相位测量精度和稳定性。

3、 数字锁相环（Digital Phase-Locked Loop, DPLL）：DPLL是一种数字化的相位跟踪技术，可以在数字域对相位进行采集和控制。你可以使用STM32的定时器和输入捕获功能来测量交流信号的周期，并使用相位差控制算法来计算相位信息。DPLL通常具有较高的灵活性和可编程性。

4、 AD采样和相位解调：使用STM32的ADC模块进行模拟信号采样，然后使用数字信号处理技术对采样数据进行相位解调。相位解调算法可以基于卡尔曼滤波、Goertzel算法等。这种方法可以提供较高的相位测量精度，但需要更多的计算资源。

这些方法的选择取决于你的具体需求和应用场景。需要根据系统的复杂性、精度要求、资源限制等因素进行权衡。你可以根据自己的需求选择合适的方案，并在STM32F103芯片上实现相位采集。

如果以上回答对您有所帮助，点击一下采纳该答案～谢谢

有专用的三相电采集芯片，可以考虑下

看这篇文章是不是对你有效
https://blog.csdn.net/qq_36083040/article/details/128303350

STM32F103如何实现 FFT?_wenzi嵌入式软件的博客-CSDN博客 引言数字信号在我们生活中随处可见，自然而然地就会涉及到对于数字信号的处理，最为典型的一个应用就是示波器，在使用示波器的过程当中，我们会通过示波器测量到信号的频率以及幅值，同时我们也可以通过示波器对测量到的信号进行 FFT ，从而能够观察到待测信号的频谱，方便直观的看出信号的高频分量和低频分量，从而帮助我们去除信号中携带的噪声。而在嵌入式方面的应用，我们可以直接使用 DSP 芯片对信号进行处理，同时， ARM 公司推出的 Cortex-M4F 内核是带有 FPU ,DSP 和 SIMD 单元的，针对于这些单 https://blog.csdn.net/weixin_42616791/article/details/108419412

Goertzel

设计个三相过零检测电路不就可以了吗？

STM32 TIMER_TRGO触发+ADC采集 + DMA传输 + 中断均方根处理 实现三相电压显示
可以参考下

STM32 TIMER_TRGO触发+ADC采集 + DMA传输 + 中断均方根处理 实现三相电压显示_stm32定时器触发adc采样程序_凯C+STM32的博客-CSDN博客 文库首页 硬件开发单片机STM32 TIMER-TRGO触发+ADC采集 + DMA传输 + 中断均方根处理 实现三相电压显示 _stm32定时器触发adc采样程序 https://blog.csdn.net/qq_36083040/article/details/128303350

计算两个信号之间的相位差，直接采样并计算输入信号之间的相位差