STM32CubMX自學筆記（九）---ADC+DMA數模轉換實驗

STM32CubMX自學筆記（九）—ADC+DMA數模轉換實驗

ADC初始化結構體講解，

庫函式介紹

1、配置解析度，轉換模擬量的時間大小，配置的是控制暫存器1位，
2、掃描模式針對多通道，單通道的時候disable，多通道的時候enable，
3、連續轉換還是單次轉換，采集完成一個點就不采集了，采集完一個點繼續采集，那么就配置成連續轉換，
4、外部觸發，高低電平，上升沿、下降沿、或者二者皆可，一般用軟體自動觸發，
5、規則資料暫存器，資料是怎么放的？左對齊還是右對齊，
6、ADC轉換的通道，規則通道配置的規則序列暫存器，16個配置，注入序列暫存器，最多有四個通道，
ADC_CommonInitTypeDef初始化結構體
1、只需要配置一次，模式選擇，雙重模式或者三重模式，
2、分頻，看APB2的總線的時鐘然后配置，最大為84M ，最大是32M，不能是2分頻，最好是4分頻，針對F407，
3、DMA 雙重或者多重的時候才需要配置，

常用的庫函式

緊接著配置規則通道的轉換順序，
1、使用哪一個ADC，
2、使用哪一個通道，
3、通道的轉換順序，
4、配置采樣時間，
緊接著是 使能ADC、軟體觸發轉換，
單重ADC 的DMA傳輸， ADC DMA的請求，ADC_DMACmd，

獨立模式單通道采集

模數轉換之后，將資料放在ADC_DR暫存器，產生一個中斷，在中斷中將采集到的資料放到sram中，在中斷中將SRAM中的資料讀取走，
例程講解：
1、開啟時鐘，使能GPIO
2、初始化ADC的結構體，
(1)ADC_Common結構體初始化
1、獨立模式
2、分頻因子選擇二分頻，最高還是36M，所以還是36M，即使是APB2是84M
3、兩個ADC采樣的延時時間，是雙重或者三重的時候才配置，
(2)ADC_Init結構體初始化
1、配置為12位ADC
2、失能掃描模式
3、軟體觸發
4、資料右對齊
5、轉換通道1個
(3)配置通道的轉換順序（具體ADC,具體通道，通道數目，采樣周期56），ADC中斷配置，失能ADC轉換，
(4)配置中斷，1是中斷號，2是中斷服務函式，判斷是否是結束轉換中斷，回傳值賦值給一個外部變數，然后清除中斷標志位，全域變數是從ADC_DR暫存器中采集的，再定義一個區域變數，把數字量轉換成模擬量，
獨立模式-多通道采集-使用DMA：
1、ADC_DR暫存器的低十六位，
2、使用DMA請求不需要產生中斷，產生DMA資料，直接傳輸到變數里面，
編程要點：
1、初始化ADC的多個GPIO
2、配置ADC初始化結構體、DMA初始化結構體
3、配置通道的轉換順序、使能DMA請求、使能DMA、打開ADC、觸發ADC開始轉換，
4、撰寫main函式，

庫函式DMA控制器配置

ADC使用的是DMA2的控制器的流0 通道0，
注意：配置ADCGPIO的時候配置成AIN，模擬輸入，
ADC的兩個結構體的初始化

章節—雙重-多通道-規則同步
1、初始化ADC的GPIO多通道
2、配置ADC初始化結構體
3、配置通道的轉換順序，配置DMA（是否三個ADC的DMA都要配置？）、觸發ADC的轉換（主ADC觸發即可）
雙重ADC是資料傳輸的時候是把資料放到中轉的ADDR暫存器里面，再把里面的數值放到變數里面，

CubMx工程配置

基本配置
1、時鐘配置
2、這里選擇的時鐘源是HSI高速內部時鐘，配置為168MHz，經過分頻之后得到APB2時鐘為42MHz，
ADC的具體引數，

1、首先配置配置設定成獨立模式，
2、ADC的配置成4分頻，因為ADC的最高頻率為36MHz，ADC最穩定的作業頻率是30MHz，而APB2總線上的時鐘頻率最高為84Mhz，因此配置為4分頻最后的結果是21MHz符合要求，
3、 轉換周期 = 采樣周期+存盤時間 = 3 + 12 = 15周期 = 1/21M*15 = 0.47us>0.41us
采樣時間：最少為3個周期
4、對齊模式選擇為右對齊，
5、掃描轉換模式不使能（多通道采集ADC時，才需要使能）
6、開啟連續轉換
7、非連續轉換不使能
8、DMA請求不使能
9、結束中斷標志設定為每完成一次中斷就發出一個標志位
10、規則通道數目1個
11、規則通道由軟體觸發
12、轉換完成標志 不使能
13、等級為1
14、注入轉換模式的個數為 0 個
15、不使能看門狗，

至此，可以完成最簡單的ADC采樣配置，

ADC的具體引數，

代碼

開啟ADC接收完成中斷：

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
	/*獲取結果*/
	ADC_ConvertValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}

在adc.c的c檔案中開啟ADC的中斷

HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);

在主函式中撰寫如下代碼：

float ADC_Vol;

在main函式中撰寫如下代碼：

  uint8_t buff[128] = {0};

		ADC_Vol =(float) ADC_ConvertValue/4096*(float)3.3; // 讀取轉換的AD值
		printf("\r\n The current AD value = 0x%04X \r\n", ADC_ConvertValue); 
		printf("\r\n The current AD value = %f V \r\n",ADC_Vol);  
		HAL_Delay(500);

實驗現象：

接上串口除錯助手之后，PB0接上3.3V電壓可以看到列印如下資訊，

注意：一開始列印亂碼是因為外部時鐘沒有配置好，后來修改成HSI即可正常完成列印，

獨立模式–多通道DMA模式：

采集多路ADC的輸入
配置DMA模式，
配置ADC1的通道4、5、6、7，

下面來看具體引數配置：

多通道DMA采樣的配置的不同點：
1、使能掃描轉換模式
2、開啟DMA請求
3、開啟規則轉換通道數為4
4、配置規則轉換的順序，
緊接著配置DMA：

開啟ADC1，配置為回圈模式，一個位元組32位，字寬配置為半字16位，
代碼：
首先定義一個陣列，存放DMA存盤的資料，

uint16_t ADC_ConvertedValue[4];

其次使能ADC并且開啟ADC的DMA功能：

__HAL_ADC_ENABLE(&hadc1);
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ADC_ConvertedValue,4);

最后列印出不同通道的ADC數值：

		printf("PA4 = %fV\r\n",(float)(ADC_ConvertedValue[0]/4096.0*(float)3.3));
		printf("PA5 = %fV\r\n",(float)(ADC_ConvertedValue[1]/4096.0*(float)3.3));
		printf("PA6 = %fV\r\n",(float)(ADC_ConvertedValue[2]/4096.0*(float)3.3));
		printf("PA7 = %fV\r\n",(float)(ADC_ConvertedValue[3]/4096.0*(float)3.3));
		printf("\r\n");
		HAL_Delay(1000);

實驗效果如圖：

PA4接著的是0V 其他引腳接著的是3.3V

多重ADC交替采集

三重模式-單通道-交替采集

目的： 提高采樣率
1、初始化ADC的GPIO
2、配置ADC初始化結構體（三個ADC）
3、配置通道轉換順序、配置DMA(是否三個ADC都需要配置)、觸發ADC開始轉換
DMA配置主通道的流控制器
一個ADC的采樣速率最快是2.4MHz，而三個ADC同時采樣可以達到7.2MHz，使用3個ADC采集同一個通道，配置PC2，
實驗工程配置：
ADC1配置:
ADC2配置:

ADC3配置：
DMA配置細節，

實驗代碼

在main.c添加如下代碼

uint16_t ADC_ConverBuff[3000];

緊接著開啟ADC三個通道，分別是3、2、1，順序不可顛倒

HAL_ADC_Start(&hadc3);
	HAL_ADC_Start(&hadc2);
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ADC_ConverBuff,3000);

主回圈中添加如下代碼：

//ADC1
		printf("ADC1_L : %f V\r\n",(float)(uint16_t)ADC_ConverBuff[0]*(3.3/4096));
		//ADC2
		printf("ADC2_H : %f V\r\n",(float)(ADC_ConverBuff[0]>>16)*(3.3/4096));
		//ADC3
		printf("ADC3_L : %f V\r\n",(float)(uint16_t)ADC_ConverBuff[1]*(3.3/4096));
		//ADC1
		printf("ADC1_L : %f V\r\n",(float)(ADC_ConverBuff[1]>>16)*(3.3/4096));
		//ADC2
		printf("ADC2_H : %f V\r\n",(float)(uint16_t)ADC_ConverBuff[2]*(3.3/4096));
		//ADC3
		printf("ADC3_L : %f V\r\n",(float)(ADC_ConverBuff[2]>>16)*(3.3/4096));
		printf("\r\n");
		HAL_Delay(1000);

結語

ADC實驗總共分為兩大部分，首先介紹了庫函式實作ADC采樣，緊接著，又通過HAL庫的CUBmx配置實作ADC采樣，分為單通道獨立模式、單通道DMA模式、多通道DMA模式、多重采樣，根據不同的應用場景，采取不同的采樣策略，