STM32F10x_ADC三通道DMA連續(xù)轉(zhuǎn)換(3通道、軟件單次觸發(fā))
Ⅰ、概述
上一篇文章講述的內(nèi)容是:三通道逐次轉(zhuǎn)換(單次、單通道軟件觸發(fā)),也就是說3條通道要三次軟件觸發(fā)才能完成轉(zhuǎn)換,而且是通過軟件讀取轉(zhuǎn)換數(shù)值。
本文講述三通道DMA連續(xù)轉(zhuǎn)換(3通道、軟件單次觸發(fā)),也就是說3條通道只需要一次軟件觸發(fā)就能完成轉(zhuǎn)換,使用DMA保存在數(shù)值。
上一篇文章實例是使用間斷模式單次觸發(fā)單條通道采集,本文是使用DMA模式單次觸發(fā)三條通道采集。使用DMA傳輸?shù)暮锰幘褪切屎芨?,我們直接讀取轉(zhuǎn)換的結果就是了,比如想做的示波器實例就是要求效率很高。
實例實驗效果:
本文的實驗效果和上一篇文章一樣,只是實現(xiàn)的方式不一樣
通道1接地、通道2接1.5V電源、通道3接VCC
上一篇文章內(nèi)容:
ADC三通道逐次轉(zhuǎn)換(單次、單通道軟件觸發(fā))
本文講述的知識點相對較多,若初次學習STM32的ADC轉(zhuǎn)換功能,可以參考我另外一篇相對簡單一點的文章:
STM32F10x_ADC1單通道單次采集
關于本文的更多詳情請往下看。
Ⅱ、實例工程下載
筆者針對于初學者提供的例程都是去掉了許多不必要的功能,精簡了官方的代碼,對初學者一看就明白,以簡單明了的工程供大家學習。
筆者提供的實例工程都是在板子上經(jīng)過多次測試并沒有問題才上傳至360云盤,歡迎下載測試、參照學習。
提供下載的軟件工程是基于Keil(MDK-ARM) V5版本、STM32F103ZE芯片,但F1其他型號也適用(適用F1其他型號: 關注微信,回復“修改型號”)。
STM32F10x_ADC三通道DMA連續(xù)轉(zhuǎn)換(3通道、軟件單次觸發(fā))實例源代碼工程:
https://yunpan.cn/cBCmnZ58mI3Pp訪問密碼
STM32F1資料:
https://yunpan.cn/crBUdUGdYKam2 訪問密碼 ca90
Ⅲ、關于ADC
關于ADC的介紹及功能,請下載參考手冊查看,筆者這里講述幾點重要的知識:
1.12位分辨率
在STM32所有系列芯片中只有少部分是16位的,如:F373芯片。
12位分辨率意味著我們采集電壓的精度可以達到:Vref /4096。
采集電壓 = Vref * ADC_DR / 4096;
Vref:參考電壓
ADC_DR:讀取到ADC數(shù)據(jù)寄存器的值
由于寄存器是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位數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。
2.轉(zhuǎn)換模式
A.單次和連續(xù)轉(zhuǎn)換
單次:單通道單次轉(zhuǎn)換、多通道單次(分多次)轉(zhuǎn)換;
連續(xù):單通道連續(xù)轉(zhuǎn)換、多通道連續(xù)(循環(huán))轉(zhuǎn)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(guī)則模式、同步注入模式、獨立模式等。
3.觸發(fā)源
觸發(fā)源就是觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換的來源,有外部中斷線、定時器、軟件等觸發(fā)源。我們初學者常用軟件觸發(fā),也就是需要轉(zhuǎn)換一次,我們軟件啟動一次(本文提供實例也是軟件觸發(fā))。
Ⅳ、本文實例描述
本文實例中關于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(jù)題目“ADC三通道逐次轉(zhuǎn)換(單次、單通道軟件觸發(fā))”我們不難理解其轉(zhuǎn)換的過程,但如何實現(xiàn)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(zhuǎn)換:我們使用的是間斷模式(規(guī)則組),也就是在規(guī)則組中定義了觸發(fā)轉(zhuǎn)換的序列。
3.單次:我們是每觸發(fā)一次轉(zhuǎn)換一次。
4.單通道:每次觸發(fā)只轉(zhuǎn)換一條通道。
以簡單的示意圖來說明其原理:
實例總共有三條通道通道1、通道2、通道3,分別對應順序,是1、2、3。我們是通過軟件來定義的順序:
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);
所以,我們轉(zhuǎn)換保存的順序:ADC_Buf[0]是通道1的數(shù)據(jù)、ADC_Buf[1]是通道2的數(shù)據(jù)、ADC_Buf[2]是通道3的數(shù)據(jù)
也是按照上面來的。當然,也可以更改順序。
Ⅴ、源代碼分析
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芯片與提供工程不一樣,可微信回復“修改型號”)。
下面將講述ADC重要的幾點:
1.輸入引腳配置
該函數(shù)位于adc.c文件下面;
引腳與通道的對應關系請參看你使用芯片的數(shù)據(jù)手冊。
注意:
為什么是“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. DMA配置
該函數(shù)位于adc.c文件下面;
1.外設地址:DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&(ADC1->DR));
我們使用ADC數(shù)據(jù)寄存器地址作為DMA的外設地址;
2.內(nèi)存地址:DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_Buf;
這里就是我們定義保存采集值數(shù)組的地址;
3.傳輸方向:DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_DIR_PeripheralSRC:外設 -> 內(nèi)存
DMA_DIR_PeripheralDST:內(nèi)存 -> 外設
4.傳輸長度:DMA_BufferSize = ADC_BUF_SIZE;
ADC_BUF_SIZE是一個宏定義,等于3; 也就是說我們需要轉(zhuǎn)換并保存3組數(shù)據(jù)(3條通道的值)。
5.外設地址增長:DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
由于外設的地址都是ADC數(shù)據(jù)寄存器,沒有改變,所以不需要增長地址;
6.內(nèi)存地址增長:DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
由于我們定義了一個數(shù)字,里面需要保存3個數(shù)值,所以需要增長;
【根據(jù)傳輸長度和循環(huán)模式,可以循環(huán)傳輸數(shù)據(jù)】
7.外設數(shù)據(jù)長度:DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_PeripheralDataSize_Byte:8位數(shù)據(jù)
DMA_PeripheralDataSize_HalfWord:16位數(shù)據(jù)
DMA_PeripheralDataSize_Word:32位數(shù)據(jù)
由于我們使用16位的數(shù)據(jù),所以使用DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
8.內(nèi)存數(shù)據(jù)長度:DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
和“外設數(shù)據(jù)長度”類似;
9.循環(huán)模式:DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
這里說的循環(huán)就是我們循環(huán)采集3組數(shù)據(jù)(更加傳輸長度來確定);
10.優(yōu)先級:DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;
優(yōu)先級應該都明白他的意思,我們只使用一組DMA這個優(yōu)先級可高可低;
11.優(yōu)先級:DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)絻?nèi)存:否
注意:
為什么我們是使用DMA1_Channel1?
我們使用DMA通道是有要求的,需按照手冊提供的規(guī)則來(如下圖);請參看手冊:
3. ADC配置
該函數(shù)位于adc.c文件下面;
這個函數(shù)是本文的重點,下面依次來講述源代碼內(nèi)容的意思;
A.初始化基本參數(shù):
工作模式:ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
總共有10種,主要都是針對雙ADC下使用。針對初學者這里不多描述,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(zhuǎn)換模式:ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
這里是配置是否需要連續(xù)轉(zhuǎn)換。
連續(xù)轉(zhuǎn)換ENABLE:也就是只需要啟動(觸發(fā))轉(zhuǎn)換一次,后面就不用再次啟動(觸發(fā))就可以連續(xù)工作了。
單次轉(zhuǎn)換DISABLE:也就是根據(jù)一次轉(zhuǎn)換完后需要再次啟動(觸發(fā))才能工作。
觸發(fā)方式:ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
觸發(fā)方式也就是使用什么方法觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換。喲定時器、外部觸發(fā)、軟件觸發(fā),一般常用軟件觸發(fā)。這里有很多種觸發(fā)方式,詳情可以參考其參數(shù)。
對其方式:ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
右對其:低12位數(shù)據(jù)為有效位(常用);
左對其:高12為數(shù)據(jù)為有效位;
通道數(shù):ADC_NbrOfChannel = 3;
這個參數(shù)比較簡單,我們定義工作的通道數(shù)量。
B.設置規(guī)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(zhuǎn)換順序為第1、通道2的轉(zhuǎn)換順序為第2、通道3的轉(zhuǎn)換順序為第3;
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(nèi)置自校準模式。校準可大幅減小因內(nèi)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(shù)字值),這個碼用于消除在隨后的轉(zhuǎn)換中每個電容器上產(chǎn)生的誤差。
Ⅵ、說明
關于STM32的ADC轉(zhuǎn)換這一塊功能確實交強大也相對來說比較復雜,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。
關于筆者提供的軟件工程實例,可關注微信,在會話框回復“關于工程”,有關于工程結構描述、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。