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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。
# m" n: a! K' w( Z1、AD单次转换+软件启动1 u: ^0 m) V0 g/ x% i' ^
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。6 I9 l( Y9 u" R( h/ \
这种方式的优点是配置简单,缺点么,太T么简单~4 w$ d6 Z7 I$ [
8 U2 @) B% B2 A: a9 k
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。
4 Q7 M. f/ z  p5 o3 K ) {) W, V2 T. p5 w' M* a0 H" f. B5 E
在中断回调函数里,进行相关处理:% u3 E2 S7 L; Y; X  j7 H4 |; O

4 Z; ^& U7 I* S电脑输出如下:+ X% U# F  K  I# A5 f# H

" D6 {. _2 B9 M  i2、连续转换+软件启动
) }3 U* [8 ?, b, c2 B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。
7 B0 h: C; t$ j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。9 L% h- R8 P% l. k1 z0 T
配置如下:
& ?, J- V9 S3 j) c7 V; z$ F4 `5 w/ K , x! r5 D0 ~' {* Q' d, f( g  A& S
初始化的时候开启AD即可,后面无需再频繁开启。" }1 t! Q' K9 b( ]2 v5 I+ H. W
) t  W5 ~, Q& n# 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。$ }2 `0 \" k( _; H# ~
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。) M9 F/ N" V2 v" `# H* }5 D
. r! R+ ?: O6 e
3、连续转换+DMA+手动启动2 e- K1 ?5 k. T  a
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。
0 P: q7 C5 L. k6 p3 {2 f" P. A. e0 @) n# w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。) }/ F  |4 j7 w( y* x
8 w4 Q& L* j( ~& W. v
初始化阶段,开启DMA传输:
7 \9 r9 b9 l  U/ w; B
6 L5 q; q. s, q, W, Z7 C- C4 ?$ I( o传输完成之后产生一个中断:
3 {& u! E% K' A" a; W
$ i  L# j; g  r/ d) N# f" D这时候看数组里面的值:
7 R* U1 B3 V6 @8 `2 ?
+ o2 L# M. G  X4、连续转换+DMA+定时器+手动启动
& I+ Q2 o2 J9 i6 N' h4 x" p& 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。$ X3 j; K( [  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:( O3 K& T! d) X3 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。
. q% n- x! R8 M% W8 K  |) ~% y% i5、连续转换+DMA+定时器触发# ]; q) V* m( t: e" {3 S
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。4 f& X1 @& u6 x5 p
以TIM3做为触发源为例,如下:
0 L0 F& g  ]: b) t1 v# q5 I 7 x; s9 P7 ?3 f! F1 H% q
DMA这里要开启循环模式:9 k) D$ G, v8 `7 V& `
, B8 k( [9 a' [0 X8 s4 H
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:2 U# U( L2 k  T1 K$ r$ B

! ?3 t$ C( d2 X3 W主函数里代码如下:; Z9 {, _) Z' Q- O: R

  k$ s* V5 W& |3 j! g然后,中断里做一下处理即可:
$ |6 S6 N- z4 |) k0 R9 v 8 ^6 J4 }& t: @/ L' Y, r6 X$ Q
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 Y) A+ f2 J: H$ @  A

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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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