STM32多路adc檢測
首先先上一圖,自己做的檢測8位adc.測量八個adc感測器
1.12位解析度
在STM32所有系列晶片中只有少部分是16位的,如:F373晶片。
12位解析度意味著我們採集電壓的精度可以達到:Vref /4096。
採集電壓 = Vref * ADC_DR / 4096;
Vref:參考電壓
ADC_DR:讀取到ADC資料暫存器的值
由於暫存器是32位的,在配置的時候分左對齊和右對齊,一般我們使用右對齊,也就是對低12位資料為有效資料。
2.轉換模式
A.單次和連續轉換
單次:單通道單次轉換、多通道單次(分多次)轉換;
連續:單通道連續轉換、多通道連續(迴圈)轉換;
B.雙ADC模式
也就是使用到了兩個ADC,比如:ADC1和ADC2同時使用也就是雙ADC模式。在該模式下可以配置為如下一些模式:同步規則模式、同步注入模式、獨立模式等。
3.觸發源
觸發源就是觸發ADC轉換的來源,有外部中斷線、定時器、軟體等觸發源。我們初學者常用軟體觸發,也就是需要轉換一次,我們軟體啟動一次(本文提供例項也是軟體觸發)。
Ⅳ、本文例項描述
本文例項中關於ADC部分的配置及知識點,針對初學者相對比較多、理解起來也相對比較難一點。
根據題目“ADC三通道逐次轉換(單次、單通道軟體觸發)”我們不難理解其轉換的過程,但如何實現是一個難點。
1、三通道:我們定義了3條通道ADC1的ADC_Channel_1、ADC_Channel_2、ADC_Channel_3.
2.逐次轉換:我們使用的是間斷模式(規則組),也就是在規則組中定義了觸發轉換的序列。
3.單次:我們是沒觸發一次轉換一次。
4.單通道:每次觸發只轉換一條通道。
Ⅴ、原始碼分析
筆者以F1標準外設庫(同時也建議初學者使用官方的標準外設庫)為基礎建立的工程,主要以庫的方式來講述(若您的F1晶片與提供工程不一樣,可微信回覆“修改型號”)。
下面將講述ADC重要的幾點:
1.輸入引腳配置
該函式位於adc.c檔案下面;
引腳與通道的對應關係請參看你使用晶片的資料手冊。
注意:
為什麼是“ADC123_IN1”? 而不是ADC1_IN1,或者ADC2_IN1?
原因是ADC1、ADC2和ADC3共用這些引腳。
2. ADC配置
該函式位於rtc.c檔案下面;
這個函式是本文的重點,是配置工作模式、規則通道及間斷模式等的重點。下面依次來講述原始碼內容的意思;
A.初始化基本引數:
工作模式:ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;
總共有10種,主要都是針對雙ADC下使用。針對初學者這裡不多描述,感興趣的朋友可以先自行研究一下各個模式的使用。
瀏覽模式:ADC_ScanConvMode = ENABLE;
主要是針對多條通道而言,也就是說你是否有多條通道。
多通道:ENABLE;
單通道:DISABLE;
轉換模式:ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
這裡是配置是否需要連續轉換。
連續轉換ENABLE:也就是隻需要啟動(觸發)轉換一次,後面就不用再次啟動(觸發)就可以連續工作了。
單次轉換DISABLE:也就是根據一次轉換完後需要再次啟動(觸發)才能工作。
觸發方式:ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
觸發方式也就是使用什麼方法觸發ADC轉換。喲定時器、外部觸發、軟體觸發,一般常用軟體觸發。這裡有很多種觸發方式,詳情可以參考其引數。
對其方式:ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
右對其:低12位資料為有效位(常用);
左對其:高12為資料為有效位;
通道數:ADC_NbrOfChannel = 3;
這個引數比較簡單,我們定義工作的通道數量。
B.設定規則組通道:
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 3, ADC_SampleTime_55Cycles5);
我們定義通道1的轉換順序為第1、通道2的轉換順序為第2、通道3的轉換順序為第3;
ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC1, 1);
ADC_DiscModeCmd(ADC1, ENABLE);
規則組間斷模式配置。我們配置短序列為1,也就是說每觸發一次轉換一條通道。
關於間斷模式請看參考手冊。
C.校驗:
ADC_ResetCalibration(ADC1); //校驗復位
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待復位完成
ADC_StartCalibration(ADC1); //開始ADC1校準
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校驗完成
建議每次上電校正一次。
ADC有一個內建自校準模式。校準可大幅減小因內部電容器組的變化而造成的準精度誤差。在校準期間,在每個電容器上都會計算出一個誤差修正碼(數字值),這個碼用於消除在隨後的轉換中每個電容器上產生的誤差。
3. ADC採集
該函式位於adc.c檔案下面;
上面的配置完成之後,就是實際採集資料的過程了。由於我們配置的是瀏覽(迴圈)模式,單次採集,也就是說我們沒呼叫觸發一次該函式,就會迴圈採集一條通道。
Ⅵ、說明
關於STM32的ADC轉換這一塊功能確實交強大也相對來說比較複雜,或許文中講述的還不夠清楚,若有不清楚的可以關注微信,在微信上留言。
關於筆者提供的軟體工程例項,可關注微信,在會話框回覆“關於工程”,有關於工程結構描述、型號修改等講述。
以上總結僅供參考,若有不對之處,敬請諒解。
以下為配置的程式
STM32 ADC多通道轉換
描述:用ADC連續採集11路模擬訊號,並由DMA傳輸到記憶體。ADC配置為掃描並且連續轉換模式,ADC的時鐘配置為12MHZ。在每次轉換結束後,由DMA迴圈將轉換的資料傳輸到記憶體中。ADC可以連續採集N次求平均值。最後通過串列埠傳輸出最後轉換的結果。
程式如下:
#i nclude "stm32f10x.h" //這個標頭檔案包括STM32F10x所有外圍暫存器、位、記憶體對映的定義
#i nclude "eval.h" //標頭檔案(包括串列埠、按鍵、LED的函式宣告)
#i nclude "SysTickDelay.h"
#i nclude "UART_INTERFACE.h"
#i nclude <stdio.h>
#define N 50 //每通道採50次
#define M 12 //為12個通道
vu16 AD_Value[N][M]; //用來存放ADC轉換結果,也是DMA的目標地址
vu16 After_filter[M]; //用來存放求平均值之後的結果
int i;
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //因為USART1管腳是以複用的形式接到GPIO口上的,所以使用複用推輓式輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//PA0/1/2 作為模擬通道輸入引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0| GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入引腳
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//PB0/1 作為模擬通道輸入引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入引腳
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//PC0/1/2/3/4/5 作為模擬通道輸入引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入引腳
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
}
void RCC_Configuration(void)
{
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
RCC_DeInit(); //RCC 系統復位
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //開啟HSE
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); //等待HSE準備好
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //Enable Prefetch Buffer
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //Set 2 Latency cycles
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //AHB clock = SYSCLK
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //APB2 clock = HCLK
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //APB1 clock = HCLK/2
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_6); //PLLCLK = 12MHz * 6 = 72 MHz
RCC_PLLCmd(ENABLE); //Enable PLL
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //Wait till PLL is ready
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); //Select PLL as system clock source
while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); //Wait till PLL is used as system clock source
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB
| RCC_APB2Periph_GPIOC |RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_AFIO |RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE ); //使能ADC1通道時鐘,各個管腳時鐘
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //72M/6=12,ADC最大時間不能超過14M
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA傳輸
}
}
void ADC1_Configuration(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_DeInit(ADC1); //將外設 ADC1 的全部暫存器重設為預設值
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在獨立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =ENABLE; //模數轉換工作在掃描模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //模數轉換工作在連續轉換模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //外部觸發轉換關閉
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC資料右對齊
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = M; //順序進行規則轉換的ADC通道的數目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根據ADC_InitStruct中指定的引數初始化外設ADCx的暫存器
//設定指定ADC的規則組通道,設定它們的轉化順序和取樣時間
//ADC1,ADC通道x,規則取樣順序值為y,取樣時間為239.5週期
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_8, 5, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_9, 6, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 7, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_11, 8, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_12, 9, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_13, 10, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_14, 11, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_15, 12, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
// 開啟ADC的DMA支援(要實現DMA功能,還需獨立配置DMA通道等引數)
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //復位指定的ADC1的校準暫存器
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //獲取ADC1復位校準暫存器的狀態,設定狀態則等待
ADC_StartCalibration(ADC1); //開始指定ADC1的校準狀態
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //獲取指定ADC1的校準程式,設定狀態則等待
}
void DMA_Configuration(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_DeInit(DMA1_Channel1); //將DMA的通道1暫存器重設為預設值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&ADC1->DR; //DMA外設ADC基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&AD_Value; //DMA記憶體基地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //記憶體作為資料傳輸的目的地
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = N*M; //DMA通道的DMA快取的大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外設地址暫存器不變
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //記憶體地址暫存器遞增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //資料寬度為16位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; //資料寬度為16位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //工作在迴圈快取模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x擁有高優先順序
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x沒有設定為記憶體到記憶體傳輸
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); //根據DMA_InitStruct中指定的引數初始化DMA的通道
}
//配置所有外設
void Init_All_Periph(void)
{
RCC_Configuration();
GPIO_Configuration();
ADC1_Configuration();
DMA_Configuration();
//USART1_Configuration();
USART_Configuration(9600);
}
u16 GetVolt(u16 advalue)
{
return (u16)(advalue * 330 / 4096); //求的結果擴大了100倍,方便下面求出小數
}
void filter(void)
{
int sum = 0;
u8 count;
for(i=0;i<12;i++)
{
for ( count=0;count<N;count++)
{
sum += AD_Value[count][i];
}
After_filter[i]=sum/N;
sum=0;
}
}
int main(void)
{
u16 value[M];
init_All_Periph();
SysTick_Initaize();
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //啟動DMA通道
while(1)
{
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);//等待傳輸完成否則第一位資料容易丟失
filter();
for(i=0;i<12;i++)
{
value[i]= GetVolt(After_filter[i]);
printf("value[%d]:t%d.%dvn",i,value[i]/100,value[i]0) ;
delay_ms(100);
}
}
}
總結
該程式中的兩個巨集定義,M和N,分別代表有多少個通道,每個通道轉換多少次,可以修改其值。
曾出現的問題:配置時鐘時要知道外部晶振是多少,以便準確配置時鐘。將轉換值由二進位制轉換為十進位制時,要先擴大100倍,方便顯示小數。最後串列埠輸出時在 printf語句之前加這句程式碼,防止輸出的第一位資料丟失:while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);