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HAL库 ADC超详细（查询、中断、DMA）_hal adc

作者：在线问答5 | 2024-08-18 12:28:07

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hal adc

一、ADC的三种工作方式及优缺点

1.查询模式：查询模式下，占用CUP时间较多，cup效率较低。

2.中断模式：相比查询模式大大释放了cup，提高了cup的利用率。

3.DMA模式：该模式下基本不占用cup，能直接将ADC采集的数据存储到存储器。

二、ADC的转换方式

      转换方式需要根据情况搭配使用，分为扫描模式（Scan Conversion mode）、连续转换模式(Continuous Conversion Mode)和间断模式(Discontinuous Conversion Mode)。

ADC单通道转换：

  “单次转换模式，扫描模式关闭”：只进行一次转换，不过可以持续使能ADC达到不断采集的的。

  “连续转换模式，扫描模式关闭”：使能一次ADC后，能够连续转换。

ADC多通道转换：

 “单次转换模式”，扫描模式开启”：每个通道转换完一次后结束转换，但可以通过持续使能ADC不断进行多通道连续采集。

 “连续转换模式”，扫描模式开启”：每个通道转换完之后还能继续循环转换，不需要反复使能ADC。

  多通道必须开启扫描模式。

三、ADC之查询模式（阻塞模式）

1、流程：

①开启ADC：调用HAL_ADC_Start（），开启ADC。

②等待EOC标志位：调用查询函数HAL_ADC_PollForConversion（），等待ADC转化结束，CUP在这段时间内不能干其他事，所以查询方式降低了CUP的使用率。

③读取寄存器数据：调用HAL_ADC_GetValue（）。

2、STM32CUBEMX配置（ADC部分）

   使用的stm32f103zet6正点原子精英版，通过打开ADC1的通道1（PA1）。

 

Data Alignment ： 可选左对齐或右对齐。

Conversion Mode：由于只使用了一个通道，关闭就行。

Continuous Conversion Mode：这里关闭，我们使用软件开启ADC。

Discontinuous Conversion Mode：单通道模式间断模式自动关闭，不可选。

Enable Regular Conversions：是否使能转换，开启规则转换。

Number Of Conversion:转换的通道数，单通道当然只能是1。

External Trigger Conversion Source：选择由软件触发采集。

Rank ：每个通道的编号，

      每个Rank有如下参数配置：

      Channel:所选择的通道

      Sampling Time：每次采集ADC所需要的时间（采样周期），T = 采样周期 + 12.5个周期，（其中1周期为1/ADCCLK，设置的ADC时钟频率为12M），这里我设置的ADC的采样周期 为1.5Cycles，所以转化一次总的时间T=（1.5+12.5）/12=1.167us。补充：采样周期越长，越准确，这里存在一个竞争冒险的关系。

3、软件配置

在adc.h文件添加代码：

  1. /* USER CODE BEGIN 1 */
  2. 获取ADC的值
  3. uint16_t Get_adc(uint16_t ch)
  4. {
  5. 	HAL_ADC_Start(&hadc1);  //先开启ADC
  6. 	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,1);//查询函数，查询EOC标志位。每次采样，CUP在这里都要 
  7.                                        //等待采样完成才能进行下一步，这段时间CUP没有干其他 
  8.                                        //事，所以降低了CUP使用率
  9.  
  10. 	return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);    //得到ADC的值
  11. } 
  12.  
  13. /获取times次采样值的平均值///
  14. uint16_t Get_ADC_Average(uint16_t ch,uint8_t times)
  15. {
  16.    uint32_t ADC_Sum=0;
  17. 	 uint8_t i;
  18.    for(i=0;i<times;i++)
  19. 	 {
  20. 		 ADC_Sum+=Get_adc(ch);
  21. 		 HAL_Delay(5);
  22. 	 }
  23. 	 return ADC_Sum/times;                //对times次样品值取平均，使采样值更加准确
  24. }
  25. /* USER CODE END 1 */

在main..c的初始化代码段定义一个uint16_t ADC_Value1;在while中添加一下代码（串口自己配置，可参考串口通信）

  1.   /* USER CODE BEGIN 1 */
  2.     uint16_t ADC_Value1;    //
  3.   /* USER CODE END 1 */
  4.  
  5.  
  6.   /* Configure the system clock */
  7.   SystemClock_Config();
  8.  
  9.   /* USER CODE BEGIN SysInit */
  10.  
  11.   /* USER CODE END SysInit */
  12.  
  13.   /* Initialize all configured peripherals */
  14.   MX_GPIO_Init();
  15.   MX_USART1_UART_Init();
  16.   MX_ADC1_Init();
  17.   /* USER CODE BEGIN 2 */
  18.     HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);//开启ADC之前校准一下
  19.   /* USER CODE END 2 */
  20.   while (1)
  21.   {
  22.  
  23. 		ADC_Value1=Get_ADC_Average(ADC_CHANNEL_1,10);//得到10次采样值的均值
  24. 		printf("ADC:%d\n",ADC_Value1);
  25. 		HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);
  26. 		HAL_Delay(1);
  27.   }

ADC查询模式小总结：在关闭间断模式的情况下，多通道采集尽量不使用ADC查询模式进行，不然采样值容易出错，如果要用一定要开启间断采样模式。

四、多通道查询模式

1.STM32CUBEMX配置

  开启ADC1的四个通道 

 2.软件配置

在main.c中添加：

  1. int main(void)
  2. {
  3.   /* USER CODE BEGIN 1 */
  4.     uint16_t ADC_Value1,i; 
  5. 	uint16_t adcbuf[4];    //四个通道采样数据存储的数组
  6.   /* USER CODE END 1 */
  7.  
  8.   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  9.  
  10.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  11.   HAL_Init();
  12.  
  13.   /* USER CODE BEGIN Init */
  14.  
  15.   /* USER CODE END Init */
  16.  
  17.   /* Configure the system clock */
  18.   SystemClock_Config();
  19.  
  20.   /* USER CODE BEGIN SysInit */
  21.  
  22.   /* USER CODE END SysInit */
  23.  
  24.   /* Initialize all configured peripherals */
  25.   MX_GPIO_Init();
  26.   MX_USART1_UART_Init();
  27.   MX_ADC1_Init();
  28.   /* USER CODE BEGIN 2 */
  29.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);   //开启adc前校准一下ADC
  30.   /* USER CODE END 2 */
  31.  
  32.   /* Infinite loop */
  33.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
  34.   while (1)
  35.   {
  36. 		
  37. 		for(i=1;i<5;i++)
  38. 		{
  39. 			HAL_ADC_Start(&hadc1);   //由于没有开启连续转换，每次转换前需要软件开启adc
  40. 			HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10);//轮询等待ADC转换完成
  41. 			adcbuf[i]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);     //将四个通道的采样值存在数组里
  42. 			printf("adc_ch%d:  %d  \n\r",i,adcbuf[i]);
  43. 		}
  44. 		
  45.      HAL_ADC_Stop(&hadc1);//关闭ADC
  46. 		  HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);
  47. 			HAL_Delay(100);
  48.     /* USER CODE END WHILE */
  49.  
  50.     /* USER CODE BEGIN 3 */
  51.   }
  52.   /* USER CODE END 3 */
  53. }

五、ADC之中断模式(单通道)

1、流程

①启动ADC，使能中断

②等待中断触发

③在中断中读取寄存器数据

2、STM32CUBEMX配置（ADC部分）

ADC的中断模式和单通道采样一样，只是多使能了一下adc中断。

 3、软件配置

只需在while（）的上面校准adc和开启ADC。 

  1. HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); 
  2. HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);

在ADC的回调函数里面添加：

  1. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)//回调函数
  2. {
  3. 	uint16_t Adc_Value;
  4. 	Adc_Value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
  5.   printf("adc_value:%d\n",Adc_Value);
  6. }

 六、ADC之DMA（多通道）

1、流程

① 启动ADC

②配置DMA缓冲区

③读取缓冲区数据

2、STM32CUBEMX配置（ADC部分）

开启ADC1的通道1和2。

 

 3、软件配置

main.c

  1. int main(void)
  2. {
  3.   /* USER CODE BEGIN 1 */
  4.    uint16_t ADC_Value1,i;
  5. 	uint16_t AD_Buf[2]={0};//两个通道采集数据存在这个数组里面
  6.   /* USER CODE END 1 */
  7.  
  8.   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  9.  
  10.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  11.   HAL_Init();
  12.  
  13.   /* USER CODE BEGIN Init */
  14.  
  15.   /* USER CODE END Init */
  16.  
  17.   /* Configure the system clock */
  18.   SystemClock_Config();
  19.  
  20.   /* USER CODE BEGIN SysInit */
  21.  
  22.   /* USER CODE END SysInit */
  23.  
  24.   /* Initialize all configured peripherals */
  25.   MX_GPIO_Init();
  26.   MX_USART1_UART_Init();
  27.   MX_DMA_Init();
  28.   MX_ADC1_Init();
  29.   /* USER CODE BEGIN 2 */
  30. 	 HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);
  31. 	HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)&AD_Buf,2);//开启ADC的DMA，采集的数据直接放入 
  32.                                                      AD_Buf这个数组里，操作简单。
  33.   /* USER CODE END 2 */
  34.   while (1)
  35.   {
  36. 		printf("AD1=%d\n\r",AD_Buf[0]);
  37.         printf("AD2=%d\n\r",AD_Buf[1]);
  38. 		HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);
  39. 		HAL_Delay(20);
  40.   }
  41. }

ADC的DMA模式小总结：DMA模式最简单，并且采样过程基本不会影响CPU，一般使用ADC的DMA模式进行采样。

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