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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。* _# L% R, I5 U2 o
1、AD单次转换+软件启动1 x- L, i$ E: i: @
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。
2 N- M, S' x( H: z( U这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~! F2 T( ?' l5 R! ]8 z

  l4 }8 j- n; ~) F7 R/ O. b# U3 a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。
* i) a: V8 y7 J1 U0 O
( V& R2 P( y- ]3 ~# h( X在中断回调函数里,进行相关处理:2 C) ?& o$ `( j9 F  K8 Q; ~

6 r/ ^# L9 k: v电脑输出如下:; L, f* \1 u: i! Z3 c% Y
: ?/ t: r: R. h9 q4 j
2、连续转换+软件启动5 R9 K8 W1 Q7 E' m6 n7 M) 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。4 j8 g" d; A2 v8 B9 R
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。
% l; y! E, n# {- T8 J配置如下:# J; J' Z0 }6 g, h( k) W6 u
' r$ t- x/ e6 ?8 |3 M9 b
初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。8 {# d6 J" J& E; X9 h# O% G2 B4 C

- h+ R4 D: B" i+ z9 f* R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。
+ D6 d  B  ^% M2 n& ^) T* }1 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。
9 r! `& }/ S3 k4 V
; k6 a. k$ j) L2 n+ _3、连续转换+DMA+手动启动
5 _* e, l, v- V' A9 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。
; b  A+ t' Q! h% @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。
4 a% v5 d; i" v! o / v2 O' b1 P$ D' w% B
初始化阶段,开启DMA传输:
: v# B, h. L2 }! U* @  h" g
- G- R" x" \7 A4 e' I4 ]; R) r传输完成之后产生一个中断:9 |4 x9 \: i0 p- ^2 g/ r
9 s) P: w( ]- M1 J( G$ E
这时候看数组里面的值:
! V4 A& F! A6 D/ b1 O. _
3 m, l* E: _3 U4、连续转换+DMA+定时器+手动启动& V8 R9 @/ d4 f/ D; }; l
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。
. a: ^  P7 k7 I) p- \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:
* j- G9 r) f7 W2 g& f* H& \1 aHAL_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。
9 k# o3 H& x: F' c3 O5、连续转换+DMA+定时器触发
# P/ p* j$ M  e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。9 {( l0 u  F2 f* N
以TIM3做为触发源为例,如下:/ |3 P. t5 V( v, u: }% W
1 W! k* a. a4 i, h1 ^- m% t
DMA这里要开启循环模式:$ Q: E# @2 v" E+ z
' b8 E" g9 @: J' a5 i; r
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' w" g8 v& w) M, M  z& O, {
  X4 U/ [6 ^. S( X9 H
主函数里代码如下:
  x( x( d0 f5 a, O1 F# Q/ M
! i* A; P; O  J  ?  A$ h然后,中断里做一下处理即可:& H5 J. j4 g7 ~2 J! G$ E/ b

( r  K" ]. S1 b. k+ `& [: O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~
, u1 _4 x+ \9 s( s! u/ p# O) }

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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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