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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。' d, c4 g5 n1 h- @
1、AD单次转换+软件启动2 R3 ^% v4 A0 _, {
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。
; s* {; p8 e8 i0 G. G这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~
+ ~7 R8 h- H" n0 E; U9 W( ~
9 w5 _1 }/ E3 i' u! k* f2 r! G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。
; t! e  u  h3 X* l" }
) `) o6 c: P4 m4 N; m8 |6 _在中断回调函数里,进行相关处理:9 P: T( ?" D+ d' ]2 P$ I

4 U  g* h) {! [9 {. ?电脑输出如下:
: C( @! `% O' n" Q$ T # ?6 T- T* P/ l- A/ R
2、连续转换+软件启动
- S% L# \+ }2 ?! f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。
/ I9 s# P4 i0 K1 @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。8 b, \; F0 ]: m
配置如下:
1 d: a$ A" f7 H
' A6 A: f" c) G0 M+ C初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。
8 B$ E" ?9 h( R  E- {9 e3 l / ~& y0 g2 R1 p) n
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。0 R8 a7 S. d8 p5 t
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。
# P5 c0 R, M6 }8 T4 q) d( P1 k
. \1 T* {4 U' Q7 C, G1 N3、连续转换+DMA+手动启动
; Z+ z  b1 G9 N: D% y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 J% X9 y- W1 C8 ], [3 C3 X! m0 V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。/ I2 C# H" I. ]% q6 a

7 {7 k  Q! ^5 M# T初始化阶段,开启DMA传输:8 h  z+ D6 L0 s8 U

: p3 l: m% w! H/ w2 z$ k9 A* R传输完成之后产生一个中断:1 H( f6 \* _; w. j( B! {+ \  N3 w; @
' r0 R' u/ q7 @- F0 U% j2 [+ ^
这时候看数组里面的值:
- |5 d; c& k! f! b$ z) `
% |; y  b* i0 z4、连续转换+DMA+定时器+手动启动  v8 y. P2 m) y& ?. a! 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。
  p1 [4 \# v0 d( k7 H" F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:
/ W$ U. Q4 B$ }. d6 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。
* j$ r. [. p6 i9 i9 I! D* J5、连续转换+DMA+定时器触发: R$ W3 Z( U5 \% H; [3 f6 @4 R+ v' C
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 Z! _7 h7 `! j# I3 S" ]7 A6 ~以TIM3做为触发源为例,如下:+ Y% c7 K+ v; W( W2 Q- f
6 q* s( r* k, Y( Q' b: l7 O0 F- X
DMA这里要开启循环模式:9 D8 }4 h3 C, c7 d- z
2 }2 m/ Q+ `$ l4 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:" ?* Z$ j2 o2 p4 D5 G+ I. R7 h  u
4 l; M6 x% }- l0 i3 G" K6 \
主函数里代码如下:
0 y" O, D6 X5 }$ ?5 Z, U  q* c4 u 6 Z% c$ D* m% H* p/ L7 {
然后,中断里做一下处理即可:# w/ W8 F" p% V. v
5 ~" Q( I* v, u! j) T4 x9 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~: Y& L& r. c4 y/ v) ?. \. z: t

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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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