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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。, J+ i5 w  V* X$ |  Q) w
1、AD单次转换+软件启动/ u% a1 f* ?; c! x' g* W
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 [( Y8 k6 b8 T6 Y+ O
这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~
6 M! _+ e/ E* d& N
/ H, a- ]6 _! S/ f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. u) F; X- J 0 q% f( X9 q8 c0 I2 k$ }1 P
在中断回调函数里,进行相关处理:' v$ K: Z5 i9 u; w
. |' D5 o8 f. ]0 R! ?
电脑输出如下:3 W6 g8 }3 o% `9 ^8 v3 w

1 j8 j' T* l+ X: ]/ D8 M. Z2、连续转换+软件启动
$ V2 z) _! [  ], 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。( s- \" v( Q2 ~( s% Q' X
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# H' J- c! q0 K
配置如下:0 G* l5 M/ ]! v- x3 a

  N& H3 _; ?# a初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。' |, M7 Q& z: l- a
) O) c4 z% C9 A  U0 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。! O/ {, H! c/ q( @( b/ D
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。
3 H* F1 ?! Y& g! R# B* ~8 n
" X! Q& h% A' t; K3 y8 \- _3、连续转换+DMA+手动启动
( {7 Z6 K5 L& n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。( j7 R8 \- }7 `% o) X
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。1 k+ h: Q, j! M  I! e4 ]

+ N2 b& Y; \4 A: d, N8 U$ W6 ~' h4 t$ Q初始化阶段,开启DMA传输:+ c/ f, V% e: P4 {/ x! r

5 @, [7 Z/ K2 ]8 c传输完成之后产生一个中断:8 L/ G9 Q2 M0 `3 Q+ S
. Y6 _$ S% d  `: S6 w' P
这时候看数组里面的值:
7 s1 d5 Z% X) E$ s4 | 1 Z* b$ U- y( W# L  h) C$ g
4、连续转换+DMA+定时器+手动启动! W, z4 X8 u  l% O7 P% C' d" h
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。
/ b0 g% x' h, H* d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:
7 Y6 i' i) b: wHAL_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。  q, C4 f7 Y: m! I
5、连续转换+DMA+定时器触发
  N/ @" l5 P: ^( o5 Z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。! x" l; w5 B1 x
以TIM3做为触发源为例,如下:
+ L, c7 u; \% F1 {1 C6 G0 M$ z $ f5 I# }7 s) {6 B. v, n
DMA这里要开启循环模式:) I5 x% k4 |" L) H

. {* ?5 |2 m3 x! N+ mTIM3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:6 X4 a' R0 s2 N! Q' [; Q8 ?, m" z

$ ^; j: I7 P4 `/ ^( p主函数里代码如下:$ A- l/ Y) m8 J- ], ^' e
# X  z. }4 f! j7 `; z2 X0 l
然后,中断里做一下处理即可:
) M* o" P, R$ c6 T5 j
5 W  u2 V9 ^1 L3 O+ ]! I# t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~, ~$ ?1 ]' n7 N4 b7 t: D

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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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