STM32 HAL库：ADC+DMA应用(连续采样、触发采样) |
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STM32 HAL库：ADC+DMA应用(连续采样、触发采样)
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一、为什么要用DMA二、使用DMA的连续AD转换三、使用定时器触发的AD转换
一、为什么要用DMA
STM32的ADC是一个非常强大且灵活的外设，它不仅有着大量的通道，同时具备较好的精度。在笔者的实际测试中，在模拟参考电源较为稳定的情况下，使用STM32G4系列12位分辨率模式采样，数值波动范围可以小到正负3以内。 STM32系列的大多数产品ADC属于SAR型 （逐次逼近型），每次转换需要一定的时间，尤其是需要多个通道同事转换的场合，不同的程序设计方式对系统效率有着极大的影响。举例来说，假设每次adc采样需要1us，采样率8k，每次采样需要采4个通道，使用阻塞的方式进行AD转换，如果这4个通道共用一个ADC，那么AD转换将会占用系统约3%的资源，若这4个通道每个通道用一个ADC，那么4个通道的转换可以并行进行，系统资源占用降到了1%以下，如果4个通道采样使用DMA实现，系统资源占用可以忽略。随着通道数量的增加，DMA的优势会更加明显。 二、使用DMA的连续AD转换以下以STM32G4 100脚单片机为例，对具体配置方法加以说明。 此处STM32CubeMX版本为5.2.0 首先使能需要采集的若干个通道，并将其配置为单端输入模式(除了单端输入模式外，G4系列芯片还支持差分输入)。 分辨率->12位模式 数据对其方式->右对齐 扫描模式->使能 结束标志产生条件->整个序列转换完 连续转换模式->使能 不连续转换模式->关闭 DMA连续请求->使能 序列转换->开启 序列过采样->关闭 转换序列数目->7 外部触发源->软件触发 然后在rank中配置通道号，rank为每次转换的序号 注入模式关闭 看门狗不使能
然后对DMA进行配置，DMA请求模式设置为循环模式，DMA数据传递方向为外设到内存，外设地址不增加，内存地址自动增加，每次数据传递宽度为半字，对应uint16_t型 最终adc配置代码如下： static void MX_ADC2_Init(void) { /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 0 */ /* USER CODE END ADC2_Init 0 */ ADC_AnalogWDGConfTypeDef AnalogWDGConfig = {0}; ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 1 */ /* USER CODE END ADC2_Init 1 */ /** Common config */ hadc2.Instance = ADC2; hadc2.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1; hadc2.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; hadc2.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc2.Init.GainCompensation = 0; hadc2.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE; hadc2.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV; hadc2.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE; hadc2.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; hadc2.Init.NbrOfConversion = 7; hadc2.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc2.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; hadc2.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE; hadc2.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE; hadc2.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED; hadc2.Init.OversamplingMode = DISABLE; if (HAL_ADC_Init(&hadc2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Analog WatchDog 1 */ AnalogWDGConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1; if (HAL_ADC_AnalogWDGConfig(&hadc2, &AnalogWDGConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_4; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_2CYCLES_5; sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED; sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE; sConfig.Offset = 0; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_12; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_6; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_3; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_7; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_4; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_8; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_5; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_9; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_6; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_11; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_7; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 2 */ HAL_ADC_Start_DMA(&hadc2,(uint32_t *)adc,7); /* USER CODE END ADC2_Init 2 */ } 三、使用定时器触发的AD转换在大多数应用中，并不需要连续的对数据进行采样，更多的场合是在需要进行ADC采样时触发一次采样。接下来，对上述配置进行修改，实现通过定时器触发AD转换。 想要实现通过定时器触发AD转换，只需要在外部触发源里面挑选一个定时器通道，此处选择timer2 compare2，即定时器2的2通道，想要让触发信号生效，需要在定时器2的2通道产生一个上升沿，此处把定时器2的2通道配置为pwm模式以实现电平变化。 此时不在需要ADC进行转换，把连续转换模式设为关闭 根据上述配置，cube生成的ADC初始化代码如下 static void MX_ADC2_Init(void) { /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 0 */ /* USER CODE END ADC2_Init 0 */ ADC_AnalogWDGConfTypeDef AnalogWDGConfig = {0}; ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 1 */ /* USER CODE END ADC2_Init 1 */ /** Common config */ hadc2.Instance = ADC2; hadc2.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1; hadc2.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; hadc2.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc2.Init.GainCompensation = 0; hadc2.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE; hadc2.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV; hadc2.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE; hadc2.Init.ContinuousConvMode = DISABLE; hadc2.Init.NbrOfConversion = 7; hadc2.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc2.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIG_T2_CC2; hadc2.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING; hadc2.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE; hadc2.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED; hadc2.Init.OversamplingMode = DISABLE; if (HAL_ADC_Init(&hadc2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Analog WatchDog 1 */ AnalogWDGConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1; if (HAL_ADC_AnalogWDGConfig(&hadc2, &AnalogWDGConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_4; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_2CYCLES_5; sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED; sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE; sConfig.Offset = 0; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_12; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_6; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_3; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_7; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_4; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_8; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_5; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_9; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_6; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_11; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_7; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 2 */ HAL_ADC_Start_DMA(&hadc2,(uint32_t *)adc,7); /* USER CODE END ADC2_Init 2 */ }需要注意的是，cube生成的定时器初始化代码中不包含使能定时器以及使能pwm输出代码，需要添加使能配置。代码如下： HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2); |
然后具体配置ADC参数如下图。 其中： ADC模式->独立模式
配置完成后生成代码，只需要对代码略作修改ADC即可开始工作。
tim2配置如下，使能通道2，并配置为pwm模式，根据想要的采样频率配置分频系数psc以及计数周期arr。 
其他配置保持不变。【本文地址】
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