STM32中AD采样的三种方法分析

在进行STM32F中AD采样的学习中，我们知道AD采样的方法有多种，按照逻辑程序处理有三种方式，一种是查询模式，一种是中断处理模式，一种是DMA模式。三种方法按照处理复杂方法DMA模式处理模式效率最高，其次是中断处理模式，最差是查询模式，相信很多学者在学习AD采样程序时，很多例程采用DMA模式，在这里我针对三种程序进行分别分析。

1、AD采样查询模式

在AD采样查询模式中，我们需要注意的是IO口的初始化配置，这里我采用PA2作为模拟采集的引脚(AIN2)和串口3作为打印输出。

具体如下：建立一个USART3.C和USART3.H文件，其程序为：

#include “usart3.h”

#include “stdarg.h”

u8 SendBuff[SENDBUFF_SIZE];

void USART3_Config(void)

{

//定义结构体

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

//开启外部时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,

ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE );

// USART3 GPIO config

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOAtiNG;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

//USART3 mode config

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =

USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);

USART_Cmd(USART3, ENABLE);

}

其次建立一个ADC.C和一个ADC.H文件，其中ADC.C中程序为：

void ADC1_Init(void)

{

ADC1_GPIO_Config();

ADC1_Mode_Config();

}

static void ADC1_GPIO_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//开启外部时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 |

RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

//配置PA2引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

//配置为模拟输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

//调用库函数

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

static void ADC1_Mode_Config(void)

{

//ADC1_ configuration

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

//独立ADC模式

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

//禁止扫描模式

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

//开启连续转换模式

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

//不使用外部触发转换

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //采集数据右对齐

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //要转换的通道数目1

ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);

//配置ADC时钟，为PCLK2的8分频，即9Mhz

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

//配置ADC1的通道2位55.5个采集周期

ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1,

ADC_SampleTime_55Cycles5);

ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

//复位校准寄存器

ADC_ResetCalibration(ADC1);

//等待校准寄存器复位完成

while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

//ADC校准

ADC_StartCalibration(ADC1);

while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

//由于没有使用外部触发，所以使用软件触发ADC转换

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);

}

然后在主函数main中其程序代码如下：

int main(void)

{

USART3_Config();

ADC1_Init();

printf(“输入ADC值”);

while(1)

{

ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);

ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3;

//读取ADC转换的值

printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);

printf("\r\n the current AD value = %f V

\r\n",ADC_ConvertedValueLocal);

Delay(0xFFFFEE);

}

}

这样采用查询的方法即可以采集ADC的电压值，一个值为16进制转换的值，一个是转换计算的值。说明一下：ADC_ConvertedValue =

ADC_GetConversionValue(ADC1);

一定要放在while中，只有这样，采集的ADC电压值才是实时采集的电压值。放在while外面，则采集的电压值为第一次的电压值，且读取的电压值不会变化。对于4096的值来源在于ADC采集的数值是12位ADC，即是2的12次方。

2、中断查询ADC程序

对于中断查询采集ADC程序主要是在ADC.C和main函数中有差别。具体ADC.C程序为：

void ADC1_Init(void)

{

ADC1_GPIO_Config();

ADC1_Mode_Config();

ADC_NVIC_Config();

}

static void ADC_NVIC_Config(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC1_2_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

static void ADC1_GPIO_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//开启外部时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 |

RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

//配置PA2引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

//配置为模拟输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

//调用库函数

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

static void ADC1_Mode_Config(void)

{

//ADC1_ configuration

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

//独立ADC模式

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

//禁止扫描模式

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

//开启连续转换模式

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

//不使用外部触发转换

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //采集数据右对齐

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //要转换的通道数目1

ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);

//配置ADC时钟，为PCLK2的8分频，即9Mhz

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

//配置ADC1的通道2位55.5个采集周期

ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1,

ADC_SampleTime_55Cycles5);

ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE); //开启ADC采集中断

ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

//复位校准寄存器

ADC_ResetCalibration(ADC1);

//等待校准寄存器复位完成

while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

//ADC校准

ADC_StartCalibration(ADC1);

while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

//由于没有使用外部触发，所以使用软件触发ADC转换

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);

}

对于main函数如下：

int main(void)

{

USART3_Config();

ADC1_Init();

printf(“输入ADC值”);

while(1)

{

ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3;

//读取ADC转换的值

printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);

printf("\r\n the current AD value = %f V

\r\n",ADC_ConvertedValueLocal);

Delay(0xFFFFEE);

}

}

void ADC_IRQHandler(void)

{

IF (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_EOC) == SET)

{

ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);

}

ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_EOC);

}

在引入void ADC_IRQHandler(void)这个中断服务函数之前，一定要进行

#define ADC_IRQHandler ADC1_2_IRQHandler

否则中断无法执行，无法进行ADC采集。

3、DMA模式的ADC采集程序

采用这种方式的ADC采集程序，其在ADC.C程序为：

void ADC1_Init(void)

{

ADC1_GPIO_Config();

ADC1_Mode_Config();

}

static void ADC1_GPIO_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//开启外部时钟

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 |

RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

//配置PA2引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

//配置为模拟输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

//调用库函数

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

static void ADC1_Mode_Config(void)

{

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_ConvertedValue;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize= DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStructure);

DMA_Cmd (DMA1_Channel1,ENABLE);

//ADC1_ configuration

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

//独立ADC模式

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

//禁止扫描模式

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

//开启连续转换模式

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

//不使用外部触发转换

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //采集数据右对齐

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //要转换的通道数目1

ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);

//配置ADC时钟，为PCLK2的8分频，即9Mhz

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

//配置ADC1的通道2位55.5个采集周期

ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1,

ADC_SampleTime_55Cycles5);

ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);

ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

//复位校准寄存器

ADC_ResetCalibration(ADC1);

//等待校准寄存器复位完成

while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

//ADC校准

ADC_StartCalibration(ADC1);

while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

//由于没有使用外部触发，所以使用软件触发ADC转换

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);

}

在这里需要对ADC1_DR_Address地址值进行定义，具体定义可以在ADC.H文件中，表现为：#define ADC1_DR_Address

((u32)0x40012400+0x4c)

在main中函数为：

int main(void)

{

USART3_Config();

ADC1_Init();

printf(“输入ADC值”);

while(1)

{

ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3;

//读取ADC转换的值

printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);

printf("\r\n the current AD value = %f V

\r\n",ADC_ConvertedValueLocal);

Delay(0xFFFFEE);

}

}

通过实际测试，三种程序处理方式得到的结果都是一样，这表明三种方式是可行的。不过后续在具体功能程序设计时，建议采用中断查询或者DMA模式。

AD的资料暂时没有我就给搞一些pcb以及DMA和中断的资料供大家在学习过程中参考吧

老司机倾囊相授-PCB大牛修炼秘籍

http://www.makeru.com.cn/live/3472_1296.html?s=45051

PADS-PCB原图绘制

http://www.makeru.com.cn/live/4006_1430.html?s=45051

(DMA专题讲解)

http://www.makeru.com.cn/live/1392_1048.html?s=45051

http://www.makeru.com.cn/live/1392_1020.html?s=45051

stm32 如何用DMA搬运数据

http://www.makeru.com.cn/live/detail/1484.html?s=45051

(STM32中断系统)

http://www.makeru.com.cn/live/1392_1124.html?s=45051