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【经验分享】STM32F103ADC的工作模式和触发方式的探索与理解

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-10 22:00
前段时间做开发用到了STM32规则通道的ADC,因为需要定时采集,所以使用了外部触发方式。初次接触到STM32的ADC感觉还可以驾驭,但随着开发的推进,发现自己对于STM32ADC的不知之处还有好多,现将开发过程中的心得与大家分享。
" |. B- F$ l8 J- |) g1 |1、STM32F103中不足100脚的芯片ADC参考电压在芯片内部接到Vadd管脚上,这个是无论如何都不能通过设置寄存器更改的。那么STM32内部有没有参考电压呢,答案是否定的,参考电压是没有的,参照倒是有一个1.2V的。说实话,一开始我也以为这个参照电压就是参考电压,但是随着学习的跟进,发现这个参照电压的作用仅仅是可以”参照“而已,前面也讲了参考电压Vref已经接到Vadd上了,那么这个参照电压和Vref不是一回事了。只是用于修正你所读到的ADC值而已。举个例子吧:假设Vref=Vadd=3.3,在AD采集的时候要一次读取ADC通道的值和通道17即参照电压的值,假设此时读到的AD值为2000,读到通道17的值为1500。此时如果参照电压是准的,Vadd是波动的,那么Vref实际的值应该是4095*1.2/1500=3.27V,那么AD值2000对应的电压应该为2000/4095*3.27V=1.597V。这样大家就可以理解参照电压的作用了,如果大家还不满足内部参照电压的精度的话,可以再开辟一个AD通道,外接外部基准电压芯片。AD采集之后的计算方式与内部参照电压是相同的。
* q) B1 z& {' Z6 ~* C2、STM32F103ADC通道转换模式的问题:$ ^; ?8 {( y$ z( N! Z% e. K% ~, d
STM32的ADC有单次转换和连续转换2种模式,这两种模式又可以选择是否结合扫描模式。
9 m# `3 Y# v. @# WCONT=0,SCAN=0    单次转换模式(Single conversion mode)单次扫描1通道0 C0 D- Y9 u+ R" B2 w( @0 ~" B5 m
CONT=1,SCAN=0    连续转换模式(Continuous conversion mode) 连续扫描1通道
5 k! E" n4 V* V9 W. s0 zCONT=0,SCAN=1    扫描转换模式(Scan mode):所有ADC_SQR序列通道转换一次后停止。(单次扫描组)
. w; \" N) h! mCONT=1,SCAN=1    扫描转换模式(Scan mode):所有ADC_SQR序列通道转换一次后,再从第一个通道循环。连续扫描一组, L7 c9 F$ ^! I0 K' \( d
3 g9 O* m: F- u* X- M5 w  t
需要注意的是,如果你的转换序列当中有超过一个通道需要转换的话,那么必须要开启扫描模式,否则的话,始终只转换第一通道。2 u0 @: _; I; R6 o( K
- V( _  B# h6 n% w( O: S6 s

# M. `' i! C" E. R) x- }" T用ADC1,Regular通道的顺序为Ch0,Ch1,Ch2,Ch3,启动Scan模式
0 u5 n" e  T5 E4 I在单次转换模式下:
, u) @; ?3 L. p0 a启动ADC1,则6 W# A) B1 R  V; x9 k
1. 开始转换Ch0
9 C3 I. O' A7 Z" v2. 转换完成后自动开始转换Ch1- W' ]0 x- C& H4 I) w7 Q4 W
3. 转换完成后自动开始转换Ch2
% B0 C) {5 S5 t4. 转换完成后自动开始转换Ch3
( P) m) Y& U8 T7 s; U5. 转换完成后停止,等待ADC的下一次启动。下一次ADC启动从第一步开始7 x4 w% `9 g7 i) l$ k' H( Z
在连续转换模式下:, ]$ U. n* N6 H) `
启动ADC1,则' l4 x9 G7 ^" u8 n# M
1. 开始转换Ch0
# D# S: w3 Z& p0 O6 L1 Z2. 转换完成后自动开始转换Ch1
* |8 ^( ?" ^' `3. 转换完成后自动开始转换Ch2
. Z' m* a! L: z: j0 O4. 转换完成后自动开始转换Ch36 ?8 [0 I5 r: W" S0 g- F
5. 转换完成后回到第一步
* ?- A. F9 T  l' e4 [如果没启动Sacn模式则上述过程中没有2、3、4这三个步骤( Y3 }% M) t; N4 V
上述前提是Discontinuous模式没有启用。
: B. B) D* T$ e8 F9 G$ u( L6 x! I% ^: u( E
- Q' d4 }; h$ [) @
关于这个扫描模式,着实让我纠结了好久,一开始,根据中文手册上的来。咱玩包含两个通道的规则通道采集,完了还不带DMA的。 $ O7 N- H& u8 K3 g9 Y. z% }

1 n1 }: S0 b8 c& X' x8 I3 M" h8 ^7 w  ?

, g) i& [; w  J2 v5 f7 H/ {手册说了每一个规则通道转换完毕都置位EOC,那就是每转换一个通道都可以进中断喽,那这样的话,咱还用啥DMA啊,直接中断吧,好吧。就这么办,程序写好了,跟踪调试发现,中断虽然进了,但是只有第二组数据。为什么不行呢,手册中讲的好好的,怎么就不行了呢,带着这个疑问,楼主开始了探索之旅
, Q1 A0 s6 S2 H: ?首先继续不用DMA,在主函数中采用以下语句读取ADC数据。
  1.     while (1)
    ! m7 |! ^* L* G
  2.     {
    1 ?$ b+ p$ ^' Y4 S% h
  3.                 if((ADC1->SR)&0x02)//读取判断EOC位
    3 }2 i, I' V/ W4 s
  4.                 {- Y3 J1 o; [5 {
  5.                         adcx = ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
    4 h5 V. p$ t1 v& {9 S: n# r
  6.                         Filter_Table[ Filter_Tab_Count++ ] = adcx;9 R- H# r& `7 b; ]/ `3 d
  7.                 }3 g) k0 d- C* }" g
  8.     }
复制代码
3 b8 _/ Y- u! J- M  ~" z$ h9 P

" u' H* K9 f& y/ U/ f; _还是只有最后一组数据。好吧,那这样好了:& G* v$ I6 E; b
  1.     while (1)
    , V( B& [& k7 g
  2.     {
    8 l# S% v0 [, q" d
  3.                 adcx = ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
    : F; L) {7 d+ H, C8 n; _8 O' I
  4.                 Filter_Table[ Filter_Tab_Count++ ] = adcx;
    # q6 a8 Q( W/ }; {2 O8 P* \
  5.     }
复制代码

1 p$ t2 @8 b' Y5 S0 J终于凑效了,可以在跟踪的时候,在不同时间停下的时候读到第一组和第二组数据了,这是为什么呢,这说明第一通道也是在转换的,只是在转换完毕的时候没有置位EOC罢了,当然也就不能触发ADC中断了。
& V+ T) n$ O$ z9 i( |- U8 v# S! L; L, g4 G; f8 m

7 j, ^/ f4 \1 W+ l" e看来又被手册忽悠了,多个通道用中断的方式是不行的。PS:手册中的一个规则通道应该指的是一个规则通道组。" k3 ^4 {" J0 p# S% e4 l6 p) J2 i
* T/ S4 P4 N- y' Y5 W: \0 u
9 `2 M9 V* x/ Y+ I& i7 N; u( a
好吧,那启用DMA好了,那么问题来了,手册扫描模式中讲到,EOC置位后DMA才来搬运数据,那么岂不是要丢好多数据!当然中文手册也讲了,以英文手册为准,既然有疑问,那咱翻翻英文手册好了 ) ]7 c, }# j- O9 g' L$ I

6 t% N  w, t7 c

% [5 Z9 c% B, |3 d 3 G: r( W- f8 D! y1 z

! v: U. T& a; V9 E6 G

! z4 q4 G3 z; k6 h" E( r3 V英文手册中讲到,在ADC_DR寄存器每次更新后,DMA才会搬运数据。总结:ADC在采用规则通道组采集的时候必须启用扫描模式,并且启用DMA传输支持。0 Q: d: W8 N" g( Y
, _# y0 y. f7 }/ i. _

( Y. W$ C6 d5 a# A9 d! f
. \! p2 a+ D/ l) v( ^3 r( r3 `2 h, q
  g- f, v5 K. C5 L5 \1 ~" a% h1 {  ^; f
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