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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。
; ~4 Z/ [* q: ^1、AD单次转换+软件启动! t2 c6 ]2 x0 z4 Z8 u( D; I. Z6 G6 b1 _
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。
5 Q. w8 Z8 @7 E这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~+ v* H, S# j7 K" u  ]+ [
- p# {6 ]- _$ R% |9 f9 Q* M3 _
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。
/ X; x7 [# b  j. q( t  U& E+ T 4 k! l: L2 {/ A. L& k% C& W& P
在中断回调函数里,进行相关处理:
& j) a; m4 Y& S5 M) s8 `
( M# i  z6 }" G0 c1 u电脑输出如下:5 t. A5 O, H! Y3 x! ?3 \

" s. d! }5 |( `+ V' J( ~. g/ q& ~2、连续转换+软件启动% R) _( j* E; h9 h8 y+ J4 e3 ]
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 s; q1 b" d( r2 S) T$ E
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。* f& y% d0 W! l" W
配置如下:) |) L- A% c9 f
( a  Z1 G+ W- a0 \. J. @* k
初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。
0 d: V  z9 {* Z# h; o) W6 v- s " h5 ?% _# o, z' f6 L
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% L; I% j% B* G/ Q' q5 k
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。+ _1 X0 B& i7 n5 b! m

4 n: X) [* p( j( L* x% j+ p# k3、连续转换+DMA+手动启动# O+ I! K: P( x! d
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。
3 B$ ~3 {( {6 ^. u( 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。
/ W  r7 c' b4 l2 U 7 [% L) D1 L6 \
初始化阶段,开启DMA传输:
6 z1 W% p7 o! a0 J5 N ( J! n5 {( g& U  }
传输完成之后产生一个中断:7 u  P/ U" _% T2 M! g, o

8 _; W7 S5 l3 o& }这时候看数组里面的值:
% S" `8 N4 Y* T  G 2 f% T& B: `3 m; B  t& C' @! N
4、连续转换+DMA+定时器+手动启动3 ?' {( |# U, i- ~
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。/ @, n: i% p' l% d, q, M
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:; S7 ]+ P( k5 S* U7 |& y6 D
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。
. f" B, r. F/ ]1 k" X' J5、连续转换+DMA+定时器触发- ~) J/ ~0 O( m  }; @
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 I. W: `" W& G$ _* n( b6 Q以TIM3做为触发源为例,如下:  H* w5 h% a; p, V1 w, v
2 c( V5 o  q" ^: y" k, p  m
DMA这里要开启循环模式:
+ o; k) i& s7 n3 ^) a 0 B8 q9 v6 {6 \! I0 K8 s  o
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:
; z+ V+ j0 m, F8 r9 w" v
, T( G. p7 A8 s6 B  _( V& \主函数里代码如下:
5 I" {6 {' [) K4 M+ l
- f$ ?8 e7 p1 l' C) z然后,中断里做一下处理即可:
! P# a: U. b4 L: h7 \0 [
0 l6 Z4 s5 \0 L  H- V$ ^" J8 E7 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~
5 }& g8 ^2 L% q+ G+ J4 t  S

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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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