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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。
8 i4 }' V" t% L% e( I1、AD单次转换+软件启动  r7 O5 W, n$ ~+ t
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。# I4 p' [" I) P  L( u. D
这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~
/ q9 X/ q) A- S) U. U- r0 D) n  k3 r + L9 ]! `: [3 p9 w
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。
8 g0 ]# }' V/ }6 \
1 N* ?  S" ^' ]# T% J: k2 H- b5 x: i在中断回调函数里,进行相关处理:% ?% u1 e& _: n2 t  J

5 C% R9 \7 V& ~2 Y电脑输出如下:) _# [5 ~. o3 V: o1 P( M
/ R/ \* \7 f  [) T% m$ J
2、连续转换+软件启动
  M" @. r) ?# ~* K( J: \( J' S" N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。2 s9 J( Z% H" u2 Y/ n- |0 w
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。
; Q' {2 S5 Q) X0 ^0 G配置如下:
' @& M5 o& F2 f
1 x4 B9 W  l- k初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。! x4 ~; |# ^) @) T& j
, _* J9 ^( I( [0 c' E+ h
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。
7 M/ }/ S- l& m1 b& Y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。
- K3 u) j0 o3 p& V, E- J ; w- z7 Z  K5 r+ Y) d1 s6 N
3、连续转换+DMA+手动启动
& U# V' ~9 \3 G! z7 E% c. U1 z1 b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。: R: _. [5 b, G' v7 z
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。) o* O  \! p+ q" ]
7 O/ |, I) B% o5 V6 ~
初始化阶段,开启DMA传输:' X+ f1 i6 j$ g$ ^

+ r5 Q# n6 z1 \1 j: d4 d& M- R传输完成之后产生一个中断:( Y5 e5 l. m6 D9 ^2 E& h

2 }" t5 `4 s: y* q5 B) N这时候看数组里面的值:7 Q; g4 g) H. K# P
+ y- V3 ~, a  `4 Q" g# j; E
4、连续转换+DMA+定时器+手动启动
7 L4 H& z3 L6 h; l. N# w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。
; i% \9 Z8 V7 r. p: J& n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:& [+ e3 _1 d; t6 K, c% i
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。
' T6 k' B* q$ i, j% z5、连续转换+DMA+定时器触发
" v+ j$ C/ C$ r5 \& w( }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。) z3 I* J9 T  X/ z9 D3 r3 c
以TIM3做为触发源为例,如下:
( A8 P2 _& R. b. H9 e8 v& O : J  W8 x( r3 y1 G/ B1 v
DMA这里要开启循环模式:
4 G6 t$ D) x/ v0 Q8 ^9 R0 s # t- u2 e" m5 H" m
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:5 b! }+ S; j4 F' f% I# b0 a3 @
2 h' H: h1 \; i: q' d0 C
主函数里代码如下:4 Z) j8 T) c! N0 n; \3 F6 E& W

7 j& E8 p6 w4 C3 M, T" K* s% r然后,中断里做一下处理即可:
$ ?6 C5 q5 }' H8 I
- O; M; B, `% k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~
. l) @+ ]5 o! \! M8 J2 G

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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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