STM32 ADC详细篇(基于HAL库)

1、基础认识

ADC就是模数转换,即将模拟量转换为数字量数组

l  分辨率,读出的数据的长度,如8位就是最大值为255的意思,即范围[0,255],12位就是最大值为4096,即范围[0,4096]

l  通道,ADC输入引脚,一般一个ADC控制器控制多个通道,若是须要多通道的话,就得进行每一个通道扫描了。

l  ADC DMA功能,DMA是内存到内存或内存到存储的直接映射,数据不用通过单片机处理器而直接由硬件进行数据的传递。方便直接将读取的ADC值放到内存变量中。

ADC芯片一般有正参考电压和负参考电压,一般正参考电压链接到VCC,负参考电压链接到GND

在STM32中ADC还能够用于采集芯片的温度、RTC供电电压

通常来讲,采样时间越长,结果越准确,采样时间要更具ADC的时钟周期和ADC通道设置的采样周期计算,如STM32F103C8T6配置的ADC时钟周期为12MHZ,采样周期配置的是239.5 Cycles。

ADC的转换方式:

l  单次转换,一次只转换一个通道

l  连续转换,转换完成一个通道后当即自动执行下一个通道的转换

l  扫描模式,开启一次后,自动的连续读取多个通道

ADC的三种工做方式:

l  阻塞模式(查询模式)

l  中断模式

l  DMA模式

2、cubemx基础配置

配置时钟

使用SWD调试

ADC时钟12MHZ,采样周期

3、 单个通道,查询阻塞模式

缺点:占用CPU的使用率

流程:

  1. 启动ADC
  2. 等待EOC标志位
  3. 读取寄存器数据

选择引脚,选择未ADC1的通道0和设置为模拟通道

须要配置的功能,看门狗应该是能够设置上限下限的值,以产生中断报警。

独立模式,不可选

Data Alignment : 对齐模式,可选左对齐和右对齐

Conversion Mode:扫描转换模式是否开启

Continuous Conversion Mode:连续转换模式是否开启

Discontinuous Conversion Mode:不连续转换模式 是否开启

Enable Regular Conversions:是否使能转换

Number Of Conversion:转换的通道数

External Trigger Conversion Source:触发开始转换事件选择:

可选由软件或定时器触发采集

Rank 编号1,若是有多个通道的话就有多个Rank,每一个Rank有以下参数配置:

Channel:所选择的通道

Sampling Time:采用周期,一个周期的时间要看ADC的时钟,如当前时钟图里设置的是12MHZ。这个时间设置越长采样越准确,但也相对要占用更长的采样时间。但无论再长,这采集都是微秒级别的。

转换函数

uint16_t ADC_Value=0;
uint16_t dong_get_adc(){
    //开启ADC1
  HAL_ADC_Start(&hadc1);
    //等待ADC转换完成,超时为100ms
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,100);
    //判断ADC是否转换成功
    if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1),HAL_ADC_STATE_REG_EOC)){
         //读取值
       return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    }
    return 0;
}

调用

ADC_Value=dong_get_adc();

转换的值为0-4096,对应0-3.3V

4、 三通道,查询阻塞模式

选择引脚

独立模式

数据右读取,若是是多通道,则必须开启扫描模式(scan conversion mode)和不连续采集模式,最后一个1表示每一个通道为一组

设置为3个通道

采用软件触发方式启动采集

3个通道各自的参数设置

转换函数

uint16_t ADC_Value[3]={0};

uint16_t dong_get_adc(){
    //开启ADC1
  HAL_ADC_Start(&hadc1);
    //等待ADC转换完成,超时为100ms
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,100);
    //判断ADC是否转换成功
    if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1),HAL_ADC_STATE_REG_EOC)){
         //读取值
       return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    }
    return 0;
}

使用

for(uint8_t i=0;i<3;i++){
    //分别存放通道一、二、3的ADC值
    ADC_Value[i]=dong_get_adc();
}

5、 ADC中断方式多通道采集

这个能够正确读出数据,可是顺序是乱的,因此谨慎使用

第一步:启动ADC,使能中断

第二步:等待中断触发

第三步:在中断中读取寄存器数据

使能了连续转换

开启中断

把优先级设置低一点

两个函数

#define ADC_MAX_NUM 3*5 //3组ADC,每组最多存储5个值
uint16_t ADC_Values[ADC_MAX_NUM]={0};
uint16_t adc_value_flg=0;

//启动函数,须要在main中调用一次
void dong_start_adc(){
    //开启ADC1,使能中断
  HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);
}


//ADC转换完成自动调用函数
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){
    
     //获取值并存储
   ADC_Values[adc_value_flg++]=HAL_ADC_GetValue(hadc);

     if(adc_value_flg==ADC_MAX_NUM)
     {
         adc_value_flg=0;//清零下标
     }
     

}

6、ADC DMA方式多通道采集

步骤:

l  启动ADC

l  配置DMA缓冲区

l  读取缓冲区数据

基础配置

开启连续转换模式

关闭中断

DMA配置

mode:模式

Normal:正常模式,当一次DMA数据传输完后,中止DMA传送 ,也就是只传输一次

Circular: 循环模式,传输完成后又从新开始继续传输,不断循环永不中止

 

data width:数据宽度

byte:字节,通用8位,与u8相同

word:字长,与硬件的位数相同,STM32是32位,因此对应是u32

Half Word:半个字长,因此对应是u16

 

Memory打钩表示存储ADC值的内存地址(数组)会自增

代码也很简单,只要在main中调用一次启动函数便可

#define ADC_MAX_NUM 3*5 //3组ADC,每组最多存储5个值

uint16_t ADC_Values[ADC_MAX_NUM]={0};

//启动函数,须要在main中调用一次
void dong_start_adc(){
    
    //启动DMA
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ADC_Values,ADC_MAX_NUM);
    
}

测试发现,数据仍是很稳的

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