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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。
. x$ n* _2 V/ x" k$ u. M+ {1、AD单次转换+软件启动, M* o$ c; Q3 y+ 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。7 B! g! S4 K1 c4 g7 A, a/ i
这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~# D0 @6 Q2 a' o
$ w; Z* ~. r* p
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。) J) W1 u. Q4 V% b* c; U) g
' Z0 |' |1 P  ?. I& a7 G5 u
在中断回调函数里,进行相关处理:& \) _9 C# {1 |3 ~0 E* a
( J3 \" T9 \2 n7 N  w: t
电脑输出如下:
$ j  e9 ^" H# D9 u& A0 Z
6 Q# s4 z8 c- x4 S# f4 I2、连续转换+软件启动
' w' h( I8 S2 J# a2 @" p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。
# X9 D# f; b) m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。$ I: u" q7 r. t! _$ W4 f
配置如下:
/ B- n* k# ?  l
, P' D# B# @# b( E! t初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。% E3 I  A4 I( u* K# U
" i# W# I; f* ^% E  O! T
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。* m3 Q1 {6 U2 b* I. g+ D9 c, G
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。
' C6 }( Y' ^% g6 u
- F. x) N+ {9 B' H$ n/ ?! x3、连续转换+DMA+手动启动& U6 s0 L0 i, T
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。: l" z* u. p' L( L0 i& g* C
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。. i& @( r2 J4 \4 |
! C8 v! e  ]" X  F; y4 Z
初始化阶段,开启DMA传输:6 v! R" f) r: P0 C6 @# R" s* `6 ]

2 p4 l# n; m5 z5 S9 k, r传输完成之后产生一个中断:) Z' }! y! O6 c4 @* _+ ]* c2 c: L

% U! o: |- z$ N8 ?& a这时候看数组里面的值:5 J) u* P* S) l1 [1 v- y2 h; b

( D5 I+ `/ f6 ^" \6 t3 V4、连续转换+DMA+定时器+手动启动1 b) V- H2 c) Y1 p
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。
) s: N9 k! k6 x' v) y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:
( V& A  m3 @- I; V' q5 p1 cHAL_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。6 C# l$ c$ C; C3 g8 P) R
5、连续转换+DMA+定时器触发* S: Q( b8 L' I; k" L' M6 x" 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。" W8 {; `7 }" Q) I
以TIM3做为触发源为例,如下:$ i! ?" P# c: T$ X, a8 }; [2 m

+ p& W/ s! Y4 N( l" rDMA这里要开启循环模式:
' @# \6 R) ?( k' x; O6 G
# o5 M2 E; z  W3 ITIM3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:' {! h' W; P$ Q0 A# Z$ J

; r% F: z2 a. q. F9 o8 |0 R3 ^主函数里代码如下:
+ p" |$ P% v9 g+ ^- M0 H7 i $ m. o: E9 @  q8 a! U
然后,中断里做一下处理即可:
( H% c' v+ I& n: u, a
# j* H  s2 \! d$ r& _  w$ C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~& d3 u* B% \6 D( u- C

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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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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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