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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。. v9 O: A( A. _3 p. H
1、AD单次转换+软件启动- ^6 r, u0 f, F
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。
) Z2 ]( T8 W) A) R& i" K- Z这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~/ |8 d1 E' R( S& e9 s) w

3 A+ H$ l( a: l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。# k1 P) F' u4 D/ C5 V/ `
: B+ e7 K; V% Z1 _& ~8 i; j
在中断回调函数里,进行相关处理:
  K' Z% `+ V  }1 u   G+ J* B5 f1 i7 l- m  {
电脑输出如下:+ X0 f& E" m: F8 j$ \" Q
" X% T  z. k2 a4 S; ?; K! }
2、连续转换+软件启动
6 v, C) G. r) r2 \- b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。6 _' D3 l) k+ L+ |
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。6 P, O! _! ~: r! ~8 r& d/ F
配置如下:7 P" ^5 {- A* x: r4 x

+ z8 p: o3 s) m/ F' s: W0 y初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。
. N% M7 O7 j$ u
1 `& a* j, T: A. {" F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。+ N# ~* x$ p& v
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。0 }+ ~' a, K8 G$ c! B2 l/ @$ f: ]
0 |( n) D! _7 ~' o- h
3、连续转换+DMA+手动启动
" s. F! l6 S, j8 ]; E; q4 u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。+ u3 X1 n" X1 J1 r' a
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。: a7 ^% p1 \- T" v1 s& F+ h4 M

4 `5 j1 G+ N5 N' q; \6 r初始化阶段,开启DMA传输:
9 ~! ^; c1 H8 Q! L$ l
9 ]+ m( h& T- l6 c0 m" M, X; Y传输完成之后产生一个中断:9 t, z. t  r( o; H7 |
$ u' Z( Y: K9 L' P6 T) V1 d! k
这时候看数组里面的值:, [5 U2 \: W, D) T9 W) ~' C

7 T% d% ~# ?7 r/ c( q4 F  K4、连续转换+DMA+定时器+手动启动$ T+ L- ^- @' K1 b
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。' T0 |6 l! j; f' s
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:
1 _% a7 ]  V& P6 J) N. C* _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。$ b  [( E7 K% ^! U! |- H. ~$ A1 o
5、连续转换+DMA+定时器触发
# q6 f* E0 a+ P! N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。; X# M* c$ ^% m% c' {8 B
以TIM3做为触发源为例,如下:
/ D, T' Y1 v' k % m/ T' ^+ ^5 p* Y9 L) a
DMA这里要开启循环模式:+ L. r( w; n# Y, ^2 Q4 s

) v; w+ S1 h3 [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:" p% {- Q+ C9 k& @

' z5 P- W4 ]: l6 z9 L- [主函数里代码如下:# X, R5 |" k+ ?& \
  g6 o$ d+ W" v: a+ B9 C
然后,中断里做一下处理即可:
  B0 r; v5 {# V
) b2 D' W1 H$ d- n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~$ O; ^$ ?- Z: P& f  L9 J! I

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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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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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