STM32CubeMX | HAL库的ADC多通道数据采集（轮训、DMA、DMA+TIM)、读取内部传感器温度_tim+adc+dma采集

作者：笔触狂放9 | 2024-02-21 19:29:04

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tim+adc+dma采集

STM32CubeMX | HAL库的ADC多通道数据采集（轮训、DMA、DMA+TIM)、读取内部传感器温度

1、ADC简介

1.1 采样定理

1.2 模式介绍

扫描模式： 使用STM32CUBEMX配置了多通道后，这一项默认开启且无法设置成关闭。这个模式就是自动扫描你开启的所有通道进行转换，直至转换完。例如你开启了CH0、CH1、CH2、CH3这四个通道，启动转换后ADC会自动将这4个通道全部转换完，但是这种连续性是可以被打断的，所以就引出了间断模式。
连续模式： 在CUBE中选中ENABLE就是连续模式，DISABLE就是单次模式。开启连续模式后，ADC的转换不由其他控制。例如将ADC设置为了定时器的TGRO触发采样，如果开启连续模式，ADC将忽略定时器的触发采样。（连续转换模式开启后其实就是满频率的采样）。
间断模式： 可以将多个通道进行分组采集，例如你开启了CH0~3这4个通道，假如你设置了间断次数为4，就相当于将4个通道分成了4组，每组1个通道，那么要想采集完这4个通道就需要手动触发4次ADC采集；如果设置了间断次数为2，那么采集完4个通道就需要手动触发2次ADC采集。

1.3 采样时间和采样频率的计算

ADC采样两点间隔的时间一定要大于ADC的采样时间！ 采样时间怎么算，下面就细说一下。

STM32F103一般将时钟配置主频为72M、APB2为72M。ADC挂在APB2时钟总线上，且ADC的时钟不能超过14M。所以一般将ADC的分频设置为6，ADC的时钟主频就为72/6=12MHz。那么一个周期就是：1/12MHz=0.0833us。

以下截图为STM32F1参考手册（手册编号RM0008，可在ST官网直接搜索下载）：

上图的意思是：ADC对输入电压采样若干个ADC_CLK周期，这些周期可通过ADC_SMPR1和ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2:0]位进行修改。每个通道都可以用不同的采样时间进行采样。

ADC转换时间 = 采样时间 + 12.5个周期

示例：
当ADC时钟主频为14MHz并且采样时间为1.5个周期时：采样时间 = 1.5 + 12.5 = 14个周期；一个周期的时间为1/14MHz，一共14个周期，1 / 14MHz * 14个周期 = 1us，那么此时ADC的采样频率就是1/1us=1000KHz=1MHz，这也是理论上ADC的最大采样频率。

STM32F1系列的时钟主频一般设置为了12M，采样时间的设置所对应采样频率如下图所示：

知道了最短时间后，当ADC时钟主频为12M并且采样时间为1.5个周期时，ADC采样两点的时间必须大于1.17us。

而STM32F031系列的ADC时钟主频为14MHz，采样时间的设置所对应采样频率如下图所示：

当ADC时钟主频为14M并且采样时间为1.5个周期时，ADC采样两点的时间必须大于1us。

2、轮训方式的多通道采集

2.1 方式一：间断模式+扫描模式

我开启了通道0、1、2以及内部温度读取通道一共四个通道：

在这里插入图片描述

如果想使用轮训方式并且不使用DMA的多通道采集，那么就要配置为 【单次模式+间断模式】，并且将Number Of Discontinuous Conversions为1，也就是每个通道分成了一个组，配置如下图：

由于我这里设置间断数为1，也就是将4个通道分成了4组，那么我每次采集的时候都需要手动去触发ADC采集，也就是调用一次HAL_ADC_Start函数，完整代码如下：

在这里插入图片描述
我将通道0分别接到3.3V和GND上，4通道采集运行效果如下：

在这里插入图片描述

2.2 方式二：完全轮训

完全使用轮训的方式不能使用扫描模式（理论上来说多通道需要使用扫描模式，而不是完全轮训），但是使用STM32CUBEMX配置多通道扫描模式不无法被关闭的，所以我们先用STM32CUBEMX配置成一个通道：

然后读取ADC采集数值的函数是这样：

uint16_t ADC_Read(uint32_t Channel)
{
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
	sConfig.Channel = Channel;                                         /* 通道 */
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;                              
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;                  /* 采样时间 */
	if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)             
	{
		Error_Handler();
	}
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
	return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}

/*
	uint16_t ADC_Value[5];
	
	ADC_Value[0] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_1);  // 采集并读取通道1
	ADC_Value[1] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_4);
	ADC_Value[2] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_5);
	ADC_Value[3] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_6);
	ADC_Value[4] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_7);
*/
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