Sistemas embarcados começam a ser muito explorados em aplicações biomédicas e tendem a se expandir cada vez mais. Podemos citar, por exemplo, sistemas de controle de próteses de membros artificiais, controles de cadeiras de rodas inteligentes, tecnologias assistivas baseadas em exoesqueletos etc. Assim, o uso de dispositivos embarcados para coleta, tratamento e processamento de sinais em tempo real tem recebido cada vez mais atenção de empresas e laboratórios de pesquisa em todo mundo. Neste workshop focaremos nossa atenção nos dispositivos fabricados pela empresa ARM Holdings plc, em especial na linha de controladores Cortex M4 e M7. Além dos dispositivos, a ARM também disponibiliza um grande conjunto de funções para processamento de sinais, especificamente desenvolvida para uso otimizado do processador Cortex. Funções matemáticas básicas, transformadas, filtros digitais, funções estatísticas e de interpolação são parte desse conjunto conhecido como CMSIS-DSP (Cortex Microcontroller Software Interface Standard - Digital Signal Processing). Nesse workshop, será apresentado o CMSIS-DSP através de exemplos aplicados ao processamento de sinais biomédicos, evidenciado a sua forma de uso e vantagens. Os participantes deverão implementar pequenos sistemas de processamento em tempo real em kits contendo os controladores Cortex M.

1. COBEC-SEB 2017
Hands on com ADC e DMA
Prof. Dr. Marcelo Barros de Almeida
Prof. Dr. Márcio José da Cunha

2. Proposta de Aplicação
● Criar uma amostragem de 3 canais do ADC com
taxa fixa e transferindo dados via DMA
– Usar o TIM6 para temporização
– Usar os canais IN0, IN1 e IN2
– Amostrar os 3 canais a cada 1ms
● Lembrar de:
– Habilitar o RCC para HSE de 8MHz, PLL e clock interno
máximo de 216MHz
– Habilitar o SWD via SYS

3. Clock e SWD

4. TIM6
periodo=
CLKINT
( preescalar+1)frequencia
−1
periodo=
108000000
(1+1)1000
−1=53999

5. ADC

6. ADC

7. NVIC

8. Geração

9. Código
// chamar essa funcao de dentro do main()
void demo_adc_start(void)
{
adc_sample_pos = 0;
adc_process = false;
// parte os perifericos
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *) adc_data, ADC_NUM_CHANNELS);
HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
while(1)
{
if(adc_process)
{
uint16_t n, m;
uint32_t sum;
for(n = 0 ; n < ADC_NUM_CHANNELS ; n++)
{
sum = 0;
for(m = 0 ; m < ADC_NUM_SAMPLES ; m++)
sum += adc_data_samples[n][m];
adc_data_avg[n] = ((float) sum) / ADC_NUM_SAMPLES;
}
adc_process = false;
}
}
}

10. Código
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include "main.h"
#include "stm32f7xx_hal.h"
#include "demo_adc.h"
#define ADC_NUM_CHANNELS 3
#define ADC_NUM_SAMPLES 10
extern ADC_HandleTypeDef hadc1;
extern TIM_HandleTypeDef htim6;
uint16_t adc_data[ADC_NUM_CHANNELS];
uint16_t adc_data_samples[ADC_NUM_CHANNELS][ADC_NUM_SAMPLES];
uint32_t adc_sample_pos;
float adc_data_avg[ADC_NUM_CHANNELS] = { 0 };
bool adc_process;
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
uint16_t n;
for(n = 0 ; n < ADC_NUM_CHANNELS ; n++)
adc_data_samples[n][adc_sample_pos] = adc_data[n];
adc_sample_pos++;
if(adc_sample_pos >= ADC_NUM_SAMPLES)
{
adc_sample_pos = 0;
adc_process = true; // precisa processar em menos de 1ms
}
HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
}