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STM32 -ADC+DMA使用（巨全面）_stm32 adc dma

作者：我家小花儿 | 2024-05-14 00:48:26

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stm32 adc dma

1.前言

在STM32中，ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁¹。STM32的ADC为12位，AD最大值是4095，对应最大电压3.3V，可对0-3.3v之间的任意电压量化¹。STM32的ADC有18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源¹。

在多通道数据采集中，如果使用DMA，那么ADC1和ADC3可以（ADC2不具备DMA功能）³。多通道采集会出现数据覆盖的现象，可以使用DMA进行数据传输²。例如，假若同时有三个通道进行采集数据：第一个通道采集完数据放到DR寄存器中，通过DMA迅速把数据搬移到16位数组的a [0]；第二个通道采集完数据放到DR寄存器中，覆盖了第一个通道的数据，通过DMA迅速把数据搬移到16位数组的a [1]；第三个通道采集完数据放到DR寄存器中，覆盖了第二个通道存放的数据，通过DMA迅速把数据搬移到16位数组的a [3]²。

这种方式可以有效地解决在多通道数据采集中的数据覆盖问题，提高数据采集的效率和精度¹²。具体的实现方式和步骤可能会因为具体的STM32型号和应用场景而有所不同，需要根据具体情况进行调整和优化¹²。希望这个解释能帮助你理解双ADC多通道+DMA的工作原理和

2.前期引入

2.1 ADC（模/数变换）

ADC是模/数变换的缩写，它允许我们将模拟信号转换为数字信号。在STM32中，ADC模块可以独立工作，但配合DMA传输可以更高效地采集多路信号。

2.2 DMA（直接内存访问）

DMA是直接内存访问的缩写，它允许数据在不经过CPU的情况下直接传输到内存。在STM32中，我们可以配置DMA来与ADC协同工作，实现高效的数据传输。

3.开发流程

  1. 初始化ADC和DMA。
  2. 配置ADC的工作模式，包括扫描模式、双ADC模式和连续转换模式。
  3. 配置DMA的工作模式，选择正常缓存模式或循环工作模式。
  4. 设置外部触发，以便ADC在上升沿触发时进行转换。
  5. 处理DMA中断，连接用户和外设。
  6. 编写代码示例，展示ADC+DMA的应用。

4.代码实例

3.1ADC多通道+DMA

  1. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟
  2. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
  3. 	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);		//开启DMA1的时钟
  4. 	
  5. 	/*设置ADC时钟*/
  6. RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);			//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
  7. 	
  8. 	/*GPIO初始化*/
  9. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  10. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  11. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
  12. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  13. 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA0、PA1、PA2和PA3引脚初始化为模拟输入
  14. 	
  15. 	/*规则组通道配置*/
  16. 	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);	//规则组序列1的位置，配置为通道0
  17. 	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5);	//规则组序列2的位置，配置为通道1
  18. 	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_55Cycles5);	//规则组序列3的位置，配置为通道2
  19. 	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4, ADC_SampleTime_55Cycles5);	//规则组序列4的位置，配置为通道3
  20. 	
  21. 	/*ADC初始化*/
  22. 	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;					//定义结构体变量
  23. 	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
  24. 	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右齐
  25. 	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
  26. 	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;	//连续转换，使能，每转换一次规则组序列后立刻开始下一次转换
  27. 	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;	//扫描模式，使能，扫描规则组的序列，扫描数量由ADC_NbrOfChannel确定
  28. 	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 4;			//通道数，为4，扫描规则组的前4个通道
  29. 	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);				//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1
  30. 	
  31. 	/*DMA初始化*/
  32. 	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;							//定义结构体变量
  33. 	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;	//外设基地址，给定形参AddrA
  34. 	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;	//外设数据宽度，选择半字，对应16为的ADC数据寄存器
  35. 	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;			//外设地址不自增，选择失能，始终以ADC数据寄存器为源
  36. 	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)AD_Value;					//存储器基地址，给定存放AD转换结果的全局数组AD_Value
  37. 	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;			//存储器数据宽度，选择半字，与源数据宽度对应
  38. 	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;						//存储器地址自增，选择使能，每次转运后，数组移到下一个位置
  39. 	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;							//数据传输方向，选择由外设到存储器，ADC数据寄存器转到数组
  40. 	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 4;										//转运的数据大小（转运次数），与ADC通道数一致
  41. 	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;								//模式，选择循环模式，与ADC的连续转换一致
  42. 	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;								//存储器到存储器，选择失能，数据由ADC外设触发转运到存储器
  43. 	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;						//优先级，选择中等
  44. 	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);								//将结构体变量交给DMA_Init，配置DMA1的通道1
  45. 	
  46. 	/*DMA和ADC使能*/
  47. 	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);							//DMA1的通道1使能
  48. 	ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);								//ADC1触发DMA1的信号使能
  49. 	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//ADC1使能
  50. 	
  51. 	/*ADC校准*/
  52. 	ADC_ResetCalibration(ADC1);								//固定流程，内部有电路会自动执行校准
  53. 	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
  54. 	ADC_StartCalibration(ADC1);
  55. 	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
  56. 	
  57. 	/*ADC触发*/
  58. 	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);	//软件触发ADC开始工作，由于ADC处于连续转换模式，故触发一次后ADC就可以一直连续不断地工作
  59.

3.2双ADC多通道+DMA

双ADC多通道+DMA主要是指在STM32微控制器中，使用两个模拟数字转换器（ADC）并行工作，同时通过直接内存访问（DMA）快速读取数据。这种方式可以提高数据采集的效率和精度¹²。

  1. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  2. 	
  3. 	// ADC1 GPIO 初始化
  4. 	ADCx_1_GPIO_APBxClock_FUN ( , ENABLE );
  5. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ;
  6. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  7. 	GPIO_Init(, &GPIO_InitStructure);
  8.  
  9. 	// ADCx_2 GPIO 初始化
  10. 	ADCx_2_GPIO_APBxClock_FUN ( , ENABLE );
  11. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ;
  12. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  13. 	GPIO_Init(T, &GPIO_InitStructure);	
  14. }
  15.  
  16. /**
  17.   * @brief  配置ADC工作模式
  18.   * @param  无
  19.   * @retval 无
  20.   */
  21. static void ADCx_Mode_Config(void)
  22. {
  23. 	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
  24. 	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
  25. 	
  26. 	// 打开DMA时钟
  27. 	RCC_AHBPeriphClockCmd(, ENABLE);
  28. 	// 打开ADC时钟
  29. 	ADCx_1_APBxClock_FUN (, ENABLE );
  30. 	ADCx_2_APBxClock_FUN (K, ENABLE );
  31. 	
  32.   /* ------------------DMA模式配置---------------- */	
  33. 	// 复位DMA控制器
  34. 	DMA_DeInit(ADC_DMA_CHANNEL);	
  35. 	// 配置 DMA 初始化结构体
  36. 	// 外设基址为：ADC 数据寄存器地址
  37. 	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&( ADCx_1->DR ));	
  38. 	// 存储器地址
  39. 	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_ConvertedValue;	
  40. 	// 数据源来自外设
  41. 	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;	
  42. 	// 缓冲区大小，应该等于数据目的地的大小
  43. 	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = NOFCHANEL;	
  44. 	// 外设寄存器只有一个，地址不用递增
  45. 	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
  46. 	// 存储器地址递增
  47. 	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; 	
  48. 	// 外设数据大小
  49. 	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = 
  50. 	                                  DMA_PeripheralDataSize_Word;	
  51. 	// 内存数据大小，跟外设数据大小相同
  52. 	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;	
  53. 	// 循环传输模式
  54. 	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;	
  55. 	// DMA 传输通道优先级为高，当使用一个DMA通道时，优先级设置不影响
  56. 	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;	
  57. 	// 禁止存储器到存储器模式，因为是从外设到存储器
  58. 	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;	
  59. 	// 初始化DMA
  60. 	DMA_Init(ADC_DMA_CHANNEL, &DMA_InitStructure);	
  61. 	// 使能 DMA 通道
  62. 	DMA_Cmd(ADC_DMA_CHANNEL , ENABLE);
  63. 	
  64. 	/* ----------------ADCx_1 模式配置--------------------- */
  65. 	// 双ADC的规则同步
  66. 	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;	
  67. 	// 扫描模式
  68. 	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ; 
  69. 	// 连续转换模式
  70. 	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
  71. 	// 不用外部触发转换，软件开启即可
  72. 	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
  73. 	// 转换结果右对齐
  74. 	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	
  75. 	// 转换通道个数
  76. 	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = NOFCHANEL;			
  77. 	// 初始化ADC
  78. 	ADC_Init(ADCx_1, &ADC_InitStructure);	
  79. 	// 配置ADC时钟Ｎ狿CLK2的8分频，即9MHz
  80. 	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8); 	
  81. 	// 配置ADC 通道的转换顺序和采样时间
  82. 	ADC_RegularChannelConfig(ADCx_1, ADCx_1_CHANNEL, 1, 
  83. 	                         ADC_SampleTime_239Cycles5);	
  84. 	// 使能ADC DMA 请求
  85. 	ADC_DMACmd(ADCx_1, ENABLE);
  86. 	
  87. 	
  88. 		/* ----------------ADCx_2 模式配置--------------------- */
  89. 	// 双ADC的规则同步
  90. 	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;	
  91. 	// 扫描模式
  92. 	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ; 
  93. 	// 连续转换模式
  94. 	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
  95. 	// 不用外部触发转换，软件开启即可
  96. 	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = 
  97. 	                           ADC_ExternalTrigConv_None;
  98. 	// 转换结果右对齐
  99. 	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	
  100. 	// 转换通道个数
  101. 	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = NOFCHANEL;			
  102. 	// 初始化ADC
  103. 	ADC_Init(ADCx_2, &ADC_InitStructure);	
  104. 	// 配置ADC时钟为PCLK2的8分频，即9MHz
  105. 	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8); 	
  106. 	// 配置ADC 通道的转换顺序和采样时间
  107. 	ADC_RegularChannelConfig(ADCx_2, ADCx_2_CHANNEL, 1, 
  108. 	                         ADC_SampleTime_239Cycles5);
  109. 	/* 使能ADCx_2的外部触发转换 */
  110.   ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2, ENABLE);
  111. 	
  112. 	/* ----------------ADCx_1 校准--------------------- */
  113. 	// 开启ADC ，并开始转换
  114. 	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);	
  115. 	// 初始化ADC 校准寄存器  
  116. 	ADC_ResetCalibration(ADC1);
  117. 	// 等待校准寄存器初始化完成
  118. 	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));	
  119. 	// ADC开始校准
  120. 	ADC_StartCalibration(ADC1);
  121. 	// 等待校准完成
  122. 	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
  123. 	
  124.   /* ----------------ADC2 校准--------------------- */
  125. 		// 开启ADC ，并开始转换
  126. 	ADC_Cmd(ADC2, ENABLE);	
  127. 	// 初始化ADC 校准寄存器  
  128. 	ADC_ResetCalibration(ADC2);
  129. 	// 等待校准寄存器初始化完成
  130. 	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2));	
  131. 	// ADC开始校准
  132. 	ADC_StartCalibration(ADC2);
  133. 	// 等待校准完成
  134. 	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC2));
  135.  
  136. 	// 由于没有采用外部触发，所以使用软件触发ADC转换 
  137. 	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
  138. }

5.结语

总的来说，ADC多通道+DMA在STM32微控制器中提供了一种高效且精确的数据采集方法。通过使用DMA，我们可以避免在多通道数据采集中的数据覆盖问题，从而提高数据采集的效率和精度。这种技术在许多实时、高精度的应用中都有广泛的应用，如音频处理、图像处理等。。。

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