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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。- K) \7 {* {6 ]5 G
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。+ S$ D) a0 w5 W& r9 f, \" u
; u* P3 B4 w7 Q* g7 t9 }: c
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:
6 L1 z) v9 [. R+ g! Z: g  g2 s
9 K- o# G' i( H- X1 Y6 L 5I(B{C7](CD5C[CVD~[6VXN.png ; Q4 J8 N# x; j8 D5 q2 ]* f( w

' M1 i6 A6 i- S% ^# o; U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。
+ X! Y) P5 m  d' M0 E
9 c" o* l! S4 ~0 G  ] KQG8[_(3%ZQGRXMIKDHB`KQ.png 8 A8 q0 R  B* Q$ g
* h6 q0 ~" F8 t1 l; b; {9 H
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。
+ R0 T8 \2 N0 c8 r' S3 o; k6 T
& S4 Z/ I- ]5 f' e! O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。7 C! d, d6 F' N6 R2 l8 W% H! I

- ]5 u( j  s1 D% y$ i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:
' l* n6 `3 H2 u" I% [$ Y; D) j【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。】# g; n1 v* I: r0 L; N
; K* K& r0 z; R8 z9 f- g, w3 v
% m* ^, G* `. W5 j; ], ]
) m3 r% V/ e- m
另外,我这里使用 STM32 的 TIM3 的更新事件触发 ADC 转换。5 ~- B1 i$ q8 h$ M, k( r
) e  U0 D$ o' n- j/ `8 N7 m0 M! F
一、使用 STM32CubeMx 图形化配置工具完成基本配置0 B5 c8 E( J  i9 C1 h
1.1 RCC/SYS 等必需配置项目【略】
; L6 J* R  u# R. g, b1.2 对 ADC 进行配置。. y! j- m! l1 u
1.2.1 对 ADC1 及相关 DMA 进行配置。) b, z3 q1 W3 k

3 g9 q1 }$ D. V+ M$ ?1 c3 n% W )R09Y{8HMCH{]XJ$ZZWRTJ8.png - ?+ |  h1 K+ z8 B& e

6 q4 K- j$ u) M/ K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。
6 Y9 x" B2 O! N+ G1.3 对 TIM3 进行配置。
6 b2 r: H" \$ b# Y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。1 R& M/ ~! g; f, p- A; Z% o3 Y
7 C+ j1 x: N' u2 K# M
: d9 \7 F3 \# x1 o% l, r, k
VD)WM@9K)8(SD~{A75ZY[M1.png
9 w; A! {7 x3 b$ F9 q4 P5 H# Z6 a7 Q9 F: H7 p
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。& u  F5 v2 e( x' \* W+ Z1 S
2、基于上面的 CubeMx 配置生成 C 代码工程。: L1 ^$ R) E& A" V3 K$ x2 h
3、添加用户代码。4 C  F; U  F7 w+ h
3.1 为 DMA 传输准备一个内存数组,用来存放转换结果。9 S# \* B5 A3 I/ H1 D! V
__IO uint32_t ADC_Result[6];  f# n# T6 W1 g; w  _6 g
3.2 添加启动 ADC3/ADC2/ADC1 以及 TIM3 的相关代码。9 ]* J7 ^8 T) b
8 }) r2 v1 w4 o
& J. v7 _* K7 X; C6 L6 L: ^
4X{YAB_7QXS0A_N245IVD06.png 9 ?' U* o4 r  O) c' A
6 Q0 i% a# _4 {2 b& v; ?. \
4、编译、运行、验证。: E8 }8 {- L4 l2 J: w; j
结果如下,结果是正确的。到此整个演示过程完毕。
7 A7 E; d: P/ e' Z9 T6 I1 Z: V% t1 E" o5 T" g0 E* S
7 I, r" E8 E$ A# `3 a7 E
9I%S8H~~(PPD@(_ZEB8H{2D.png , _$ M$ N- u) ~2 |, J: Q
$ A3 c4 R$ U% v, H# @  c% ~1 M
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。
0 C; R3 E0 G" \5 T; A
- d9 w7 Q! d# [3 F; x
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