STM32 HAL库ADC详细篇（单通道、多通道、DMA方式等）_hal adc

一、基础认识

ADC就是模数转换，即将模拟量转换为数字量

 

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，通常一个ADC控制器控制多个通道，如果需要多通道的话，就得进行每个通道扫描了。

l  ADC DMA功能，DMA是内存到内存或内存到存储的直接映射，数据不用经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芯片通常有正参考电压和负参考电压，通常正参考电压连接到VCC,负参考电压连接到GND

 

在STM32中ADC还可以用于采集芯片的温度、RTC供电电压

 

一般来说，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立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的三种工作方式：

l  阻塞模式（查询模式）

l  中断模式

l  DMA模式

二、cubemx基础配置

使用外部晶振

使用SWD调试

时钟配置

ADC时钟12MHZ,采样周期

三、 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

需要配置的功能，看门狗应该是可以设置上限下限的值，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，如果有多个通道的话就有多个Rank,每个Rank有如下参数配置：

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。但不管再长，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

四、 三通道，查询阻塞模式

选择引脚

独立模式

数据右读取，如果是多通道，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1、2、3的ADC值
    ADC_Value[i]=dong_get_adc();
}

五、 ADC中断方式多通道采集

这个可以正确读出数据，但是顺序是乱的，所以谨慎使用

 

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

引脚设置

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，需要在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
     }
     
 
}

六、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

引脚选择

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，停止DMA传送 ，也就是只传输一次

Circular： 循环模式，传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止

 

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，所以对应是u32

Half Word：半个字长，所以对应是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即可

#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，需要在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，数据还是很稳的

 

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