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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。
. @/ e$ X7 o" h9 g1、AD单次转换+软件启动8 f6 J: G& A! ~7 R" _
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。& k$ y! [! W5 A$ |5 L+ H
这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~8 m$ r8 k: A( [& K( r  c6 M
, O! A  r6 `& |7 T
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。
# b/ ~, y: `+ h6 D- q4 z; t; X
5 P5 v5 U0 e% z5 Y) y+ f& p9 y在中断回调函数里,进行相关处理:
5 w* y' X1 z7 {" ` % A! G/ m5 q6 M7 ]
电脑输出如下:- x* ]7 L/ b$ j5 W% w3 M
' I9 [& Q! Z6 s, m6 {7 V7 v
2、连续转换+软件启动
) M0 ^( e5 r/ m" I; O8 V) J$ H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 g- D' B/ r$ ~! ?* o& `& D
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。* _5 k4 k- W  V& _* n
配置如下:4 n5 c1 p# {; D/ I0 p" v& x$ Q

1 m5 v$ \  K! I0 S- V5 Q& y* d初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。* i$ p& I; }& Y8 _
; T3 h. V0 b# C! 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。
* T3 e" V1 i& `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。
) m5 K! C2 E* X3 ~1 v5 ~5 @- n
3 m! w" X& \( L+ O9 p8 {2 y. h& z# V9 O3、连续转换+DMA+手动启动- ?# u1 _) u: g1 h% q2 @
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。
  f" B5 s1 a( M; \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。
9 {+ A$ A4 _& K
4 {  E3 L. C' ]$ y$ ?初始化阶段,开启DMA传输:: ^( Q6 |9 F0 x. K7 n. U

: N7 O, M5 W. y% A传输完成之后产生一个中断:
  X' n1 T( g$ t! E( _
0 s+ H0 x$ w* I  {7 ~这时候看数组里面的值:
7 }+ j& y! T9 Y  F( w( ]
+ z; U0 ?: e6 m7 S9 @9 e" Z4、连续转换+DMA+定时器+手动启动# T8 X, l0 f5 P8 {! 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。
( n+ s) i! _$ k5 N- Q0 u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:
# I+ C& r; r  l% |, n( \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。# o7 A/ |* N: y8 j8 E
5、连续转换+DMA+定时器触发& E' u* R. Y! o8 n/ Q* L
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。
+ R" Y5 C; f5 J7 {; k以TIM3做为触发源为例,如下:& |2 s# x4 h  @  w

7 W3 @3 A' L5 E" b# L3 N. iDMA这里要开启循环模式:
1 M. _$ l& g* f; `$ j' `; K . h. t6 U3 C' b% L
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:8 n! O- z, c# T# U8 l
% l" C, u4 p1 B* P% T
主函数里代码如下:6 L; F8 T! q/ x9 Q
, }6 w; ~# l- n; A5 q$ O/ T$ y
然后,中断里做一下处理即可:  K( `* y+ f% S8 v: i* Q
) K! P9 y  s4 {; U
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~
7 o3 `. {2 S4 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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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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