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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。' f6 j9 ]1 t4 \/ J0 t2 A/ I, L# }
1、AD单次转换+软件启动
" o( i/ c- N! |$ C$ n& L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。4 I  w" U. k  ?1 h" q9 E
这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~
& _1 o2 w" L/ h. X7 R4 G # L6 q; ~8 R. z0 y, ~
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。' A' M5 x* F/ `/ V1 T# o, P0 a

+ Y2 J% z5 T' C5 N+ \) Q/ c在中断回调函数里,进行相关处理:& \# ~0 K9 g- |
7 B- q. y8 V5 K$ L6 e) p) v
电脑输出如下:
# \: q  h; w# L, r) B  L' n3 m $ v' J$ r! v' A3 a/ ]' L
2、连续转换+软件启动0 V7 L0 C1 q# ], q; Z
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。
9 B$ m9 W- J' s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。
1 `+ b% K' E* b配置如下:
2 ?: ^& @$ n& z  C4 e/ Y ; v7 ^. p, U" A2 ]6 `
初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。
! W0 S4 k* M# b" c
" u5 e/ R6 J) s, L6 v/ l6 e* E* J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。% Z' Q) y/ h- A2 L. T" M. \
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。% h) \6 q0 c6 m, |7 M1 [

7 g" L4 v3 s$ S$ k3、连续转换+DMA+手动启动
7 S( n5 `9 R. W; e- Y" V$ G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。+ x# R, ^, \  \$ p& K+ d1 b, G* J! I
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。3 v( C  I) n6 v' m8 ^; W* _) A

  a6 g6 z. r' }% K( t+ ]初始化阶段,开启DMA传输:
  a% l9 f: N% I 0 I* b# G# b6 \8 N* C
传输完成之后产生一个中断:' B% R! j% X6 a6 z
0 |# ~& J2 C9 Q& C6 @% C! i0 m* V
这时候看数组里面的值:7 {$ m: ]( x% p  ?

+ `: m; i1 i7 n" f6 o4、连续转换+DMA+定时器+手动启动! S3 X- e+ l9 L1 i8 v
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。% ]8 ~1 C" B7 s6 c# |
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:/ S* A9 ^& a& J  Y$ a4 k7 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。
. g6 M! B2 c" J5、连续转换+DMA+定时器触发  c. g+ X& N) S" z
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。5 a1 C9 S2 S1 S% b& o5 ~- U9 E8 X% C
以TIM3做为触发源为例,如下:
( x( v3 X- F% j( t# ]2 R* z2 y2 k' s
2 Y8 p6 _& D+ u" i% {DMA这里要开启循环模式:3 W0 L7 l- A. L
8 M% Z2 u4 ~/ @1 M+ C3 P2 x
TIM3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:
6 S$ d& f" g5 |) Q5 R
7 }+ d0 i1 N0 S+ q  U6 P: u主函数里代码如下:) }3 e' X0 ~! z# u- _& {: J& I

1 h* M* O# t# i4 F" z, w然后,中断里做一下处理即可:
5 K; G4 Z$ f' I- ~6 N0 {2 o 0 N9 B4 X" L7 _( E7 l
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~- @- K! B& Q7 ]7 y8 z+ T2 h

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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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