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【经验分享】STM32 多个 ADC 模块同时采样转换的应用示例

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-23 19:31
在 STM32 家族里,多数系列芯片内含 2 到 3 个 ADC 模块,有的甚至更多,比方 G4 系列可以有 5 个ADC 模块。其中,通道数因不同的系列或型号多少不等,几个到几十个的都有。有时,我们可能需要多个 ADC 模块同时工作,比方 3 个 ADC 模块同时采样转换。这时如果芯片内含有 3 个 ADC 模块,并支持同时采样转换就很方便。STM32 家族里的 STM32F4 系列、STM32F7 等其它系列都含有 3个 ADC 模块,并支持同时 AD 采样转换。
2 W$ n+ F4 B8 |! A: Z8 e" @- t7 U* P这里就 3 个 ADC 模块同时进行采样转换应用,做个简单实现演示,以供有需要的用户参考。' n6 J2 u6 O- p- u! @

8 t& V+ |7 D% o此时 3 个 ADC 模块会建立主从关系。以 STM32F4 芯片为例。内部大致框架如下:
9 n4 y0 S  a: {$ i3 x* Z! Q1 Q* I6 x
! ^' K5 p& s  T 5I(B{C7](CD5C[CVD~[6VXN.png 4 Q- J# ^' H4 g. ?7 [

/ I$ y/ F/ \8 L8 N采样转换时按如下图示操作,每次对属于 3 个 AD 模块的 3 个通道进行 AD 转换。如果多组的话,依次扫描进行。
) \: m; {& p) k
  R5 V( _, J8 e) g  _3 ~ KQG8[_(3%ZQGRXMIKDHB`KQ.png   Q- D2 {6 I) _; [
0 Y8 A+ v" B, t+ @8 z3 h3 Z
各通道转换结束时产生 DMA 请求,DMA 按照 ADC1、ADC2、ADC3 的顺序依次将数据取走,然后放到指定的内存空间。! U. A( N  v6 z6 W) E
) r5 s! L8 h" H1 ?  C  t
好,大致原理就介绍这么多。更多细节还是请阅读 STM32 参考手册的 ADC 相关章节。( `& Y0 t1 p/ @: Z% M5 M- M2 X

8 z: ~- Y. A! g1 q这里在 ADC1/ADC2/ADC3 三个模块各选择 2 各通道,它们的通道号及相关输入连接如下:: u7 i( T, X$ {7 V1 B
【注:ADC 模块的参考电压也选用 VDD.下面实验基于 STM32F407 DISCOVERY 板来进行。】
( E2 D+ ~& [8 d" Q5 X( g& |% x+ R: F6 X8 x# q
: T/ O- {3 C7 p

* \8 F, Q& B/ _: \# i另外,我这里使用 STM32 的 TIM3 的更新事件触发 ADC 转换。- a! G% ^& g! h9 U6 x

9 p0 G/ i5 Q& c: v9 l. O. m一、使用 STM32CubeMx 图形化配置工具完成基本配置
7 S6 A. @" C9 \# h1.1 RCC/SYS 等必需配置项目【略】
! v; N+ x2 _% k8 R1 b1.2 对 ADC 进行配置。# s, c0 @8 p1 L. n) Y. ]
1.2.1 对 ADC1 及相关 DMA 进行配置。+ L& p8 e9 J' b# W. E6 O+ c
$ U$ D  p; I. i9 c0 E4 {
)R09Y{8HMCH{]XJ$ZZWRTJ8.png 8 J* [8 I5 A8 q% p8 J8 p
/ K) J8 n) j! ^7 S. ]+ O! B
至于对 ADC2 和 ADC3 及相关 DMA 进行配置,主要参数和配置流程跟 ADC1 一样,它们做从 ADC,少了个触发选择项。注意选择对应的 ADC 通道及采样时间。考虑到版面,这里就不重复贴图了。: k6 a* H8 r. k4 j; r  N7 g
1.3 对 TIM3 进行配置。8 h( B0 h+ v, b
对 TIM3 的配置比较简单,安排你需要的时基参数,选择合适的触发输出即可。ADC 转换靠它定期触发。7 j  d8 {: L$ r5 |) {( R
6 d4 E( ^% N. Q" c& h* V

( z. ?" e, ?/ J VD)WM@9K)8(SD~{A75ZY[M1.png
* A, @* z) M; [- N& a
# S' i5 y' i* r- P7 H6 p9 y上面配置中,DMA 传输中断默认使能了,至于其它,你根据需要选择使能。0 i1 q; l6 Y& u9 \" v) L
2、基于上面的 CubeMx 配置生成 C 代码工程。
. [/ H% W, G$ u  H% o3、添加用户代码。
0 M- s1 y0 `  Q' t: @- Q) W% q3 o3.1 为 DMA 传输准备一个内存数组,用来存放转换结果。( X' Z, |  l$ h" g
__IO uint32_t ADC_Result[6];
' E3 n% j; h. R# t( l4 R3.2 添加启动 ADC3/ADC2/ADC1 以及 TIM3 的相关代码。
# y6 i* K! }0 W" Z- m+ `
9 b/ K! a: k$ W* y% e- \. S$ Z  S3 }( ~
4X{YAB_7QXS0A_N245IVD06.png 5 m& [8 D) J' r& c+ ^# _  V! S* h
1 c* ]9 e  Q  l3 @+ B
4、编译、运行、验证。, ^1 l$ ?& H: k: |
结果如下,结果是正确的。到此整个演示过程完毕。+ |0 {: m9 r2 d' O

! p/ _5 U( N2 |' _: J; p7 |+ `  a8 j5 n( Y6 y
9I%S8H~~(PPD@(_ZEB8H{2D.png
2 E6 B0 L0 g2 e; U, |/ w2 M3 n, N! b0 g1 }7 {8 e! Y
看到这里,是不是觉得很简单呢。只要你愿意对 STM32 手册做认真阅读把把握相关原理,你也可以轻松实现。不过,或许有人对结果产生了疑问,DMA 搬到数组的数据怎么是前面连续 3 个 00,后面连续 3 个 0xfff 而不是 00,fff,00,fff,00,fff 呢?不妨结合上面的介绍和参考手册自行思考下,相信你可以找到答案。$ F: C1 {# }( U, a9 v- N" i
" @  B7 g1 V2 G' s$ I8 G; H
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