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STM32的ADC用法,你知道几种?

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发表于 2022-11-25 10:12 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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AD采样在电路中是一种比较常见的功能,可以用于电池电压检测、传感器值读取、信号采集等。STM32的ADC,由于引入了DMA,以及多种触发源,功能自然强大,用法也多种多样。今天,我们简单说说在单通道情况下,AD采样的几种用法。
2 `* p, o, v2 b8 o) [0 ^9 c1、AD单次转换+软件启动
! P) L% K6 x; s3 E1 q5 ~最基本的用法,通过程序启动AD,AD采集一次,我们就去读一次。这种情况,建议开启AD转换完成中断,在中断中读出AD值并做处理。
8 k8 v% o# L0 |( u这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~* u1 V+ d3 _1 ~( S' y
0 U9 A  @! X$ T4 F+ U
初始化的时候,启动一次。然后在主循环里,每隔一秒启动一次。6 a& i0 r6 h, M) m) W
1 B3 F- v- M7 O$ k2 D. t6 A
在中断回调函数里,进行相关处理:0 T' d! e! n, g0 Q$ u( {" d2 ^- v% F

* R* n0 E4 r% T1 [5 D$ D电脑输出如下:
# Z9 t7 H& {3 S% d / V7 x7 |. j( L4 `& Q+ U6 K
2、连续转换+软件启动) x( R& Y7 s, h" s8 |* G9 _
在方法1的基础上做调整,从单次转换,变成连续转换。也就是说,只需要开启一次,它就能一直转换,直到程序让它停止。* p, e( l* v- c, Y3 u3 y' L9 p
优点是省去了频繁开启中断的麻烦;缺点是需要频繁进入中断去读AD值。+ R# L0 A4 T% e" I% B" w
配置如下:$ S( A; ?  |! U0 @
+ l& k5 J, G4 j+ ~( j
初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。; [) q, O# ~9 p2 b

4 Z, n0 N6 o; Z- l$ Z在中断中进行处理,当AD转换次数达到1000次的时候,停止转换。
; t! p) g! ~1 i/ ~$ ?) T8 x注意事项:函数HAL_ADC_Stop_IT(&hadc1)  需要在中断内调用,中断外调用不起作用。
, K! x- y$ ?0 f# v 2 V  t- E" M! V; V6 p! w
3、连续转换+DMA+手动启动: X/ j% ^# ?  M/ f
在方法2的基础上,引入DMA这个东西。不得不说,DMA真的是很方便,省去了很多手动操作的麻烦。可以直接把指定数量的AD转换值存入数组里,可以单次存入,也可以循环覆盖。
2 Y5 z  i+ A4 e+ A* i% g在方法2里面,每次转换完成,需要我们手动去读一下AD值;启动DMA之后,完全省掉了这个过程,只需要等待1000个值全部转换完成之后触发一个中断即可。
1 t$ X9 A7 {& L
0 b9 [9 W/ ^( @+ R% Y' ~8 F初始化阶段,开启DMA传输:  S# {5 }* T1 H, p& h1 q

+ e, y7 I8 Z2 }* A: b3 U) y传输完成之后产生一个中断:
- ^  F6 x, A7 f$ I& U " G+ p5 N( v, q& C
这时候看数组里面的值:
9 T# u3 q1 N% [  O5 Q% {% g" @  W
3 ~* ]- D% n# V6 f4、连续转换+DMA+定时器+手动启动4 C1 G1 m8 {0 V2 T" n
方法4是在方法3的基础上稍微做了一些调整,主要面向的需求是:固定时间间隔的AD采样。比如说,每隔0.1秒,需要连续采样100次。
* a3 W) M" C$ k. k& j通常的做法是,使用定时器做一个定时中断,在定时中断里,调用函数:: Q- g! H' r" U" n/ \5 f
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ad_value,1000); //启动,同时开启中断,方法和原理都比较简单,就不细说了。" n) b' z4 I$ c1 G; p3 A
5、连续转换+DMA+定时器触发& ^2 s9 w, Z* |% {9 Q: ]1 g# q5 [  ~- k: H
方法5是对方法4里面的需求的实现过程进行了优化。STM32的定时器可以自动触发AD转换,省去了手动启动的麻烦。例如STM32的tiM1,TIM2,TIM3和TIM4,以及外部中断,都可以做为启动AD转换的触发源。
( P& Z9 G9 D* e% a& b1 }以TIM3做为触发源为例,如下:
8 }- s: n, \9 v0 h' S# R
: K1 ^$ r# C; M8 g' yDMA这里要开启循环模式:
' y5 h8 v9 P  x* `* V
* G; v' ]; {7 V+ t: }- f" ^% ^' m' HTIM3的配置如下,这里实现了一个1ms的定时,也就是说每隔1ms自动触发一次AD转换:
) p8 ~' |& z1 c( x; t4 j( M3 Z 2 n3 T7 P6 R- B( X7 C4 M
主函数里代码如下:
, w7 I. g: K. I: L8 l 4 `- L0 z# n* j* Z3 ]
然后,中断里做一下处理即可:5 _; W! l. j: Q; j  O
  B& a2 P5 t/ m- [* [; h
好了,对ADC的使用方法做了一下简单的整理,当然肯定不止这些,必然还有别的玩法。这篇文章以思路为主,没提供代码,感兴趣的小伙伴可以慢慢研究~
9 f+ Z5 x, Z8 f# }; S* }+ x

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2#
发表于 2022-11-25 11:31 | 只看该作者
STM32f103系列有3个ADC,精度为12位,每个ADC最多有16个外部通道。其中ADC1和ADC2都有16个外部通道,ADC3一般有8个外部通道。

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3#
发表于 2022-11-25 13:34 | 只看该作者
A/D转换可以单次、连续、扫描或间断执行,ADC转换的结果可以左对齐或右对齐储存在16位数据寄存器中。ADC的输入时钟不得超过14MHz,其时钟频率由PCLK2分频产生。

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4#
发表于 2022-11-25 14:03 | 只看该作者
ADC所能测量的电压范围就是VREF- ≤ VIN ≤ VREF+,把 VSSA 和 VREF-接地,把 VREF+和 VDDA 接 3V3,得到ADC 的输入电压范围为: 0~3.3V。

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5#
发表于 2022-11-25 14:11 | 只看该作者
ADC的信号输入就是通过通道来实现的,信号通过通道输入到单片机中,单片机经过转换后,将模拟信号输出为数字信号。
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