今天和大家分享一下使用STM32F769制作的位移采集装置
一：STM32F769 ADC 知识分享：

STM32F769xx 系列有3个 ADC,这些 ADC 可以独立使用，也可以使用双重/三重模式(提高采样率)。STM32F769 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有 19 个通道，可测量 16 个外部源、2 个内部源和 Vbat 通道的信号。这些通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。 模拟看门
狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。STM32F769IGT6 包含有3个ADC。STM32F769的 ADC 最大的转换速率为2.4Mhz，也就是转换时间为 0.41us(在 ADCCLK=36M,采样周期为3个 ADC 时钟下得到)，不要让 ADC 的时钟超过 36M，否则将导致结果准确度下降。
- \* z, _9 {5 C' D' S# KSTM32F769将ADC的转换分为2个通道组:规则通道组和注入通道组。规则通道相当于你正常运行的程序，而注入通道呢，就相当于中断。在你程序正常执行的时候，中断是可以打断你的执行的。同这个类似，注入通道的转换可以打断规则通道的转换， 在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。
* p" N) Q* ?* e% c

ADC 的主要特征：

9 X& r3 r6 j( E" [可配置 12 位、10 位、8 位或6 位分辨率
在转换结束、注入转换结束以及发生模拟看门狗或溢出事件时产生中断
单次和连续转换模式
扫描模式，自动转化通道 0到通道 n数据
数据对齐以保持内置数据一致性
可独立设置各通道采样时间
外部触发器选项，可为常规转换和注入转换配置极性
不连续采样模式
双重/三重模式(具有2个或更多 ADC 的器件提供)
/ `# ]3 D5 q  u. N+ ?5 }双重/三重 ADC 模式下可配置的 DMA 数据存储
2 L0 `& b9 m5 v' L7 q双重/三重交替模式下可配置的转换间延迟
- Q# y  l9 T) [ADC转换类型(参见数据手册)
ADC 电源要求:供电在 2.4V 到 3.6V 下可全速运行，供电低至 1.8V 时为慢速运行
! Z+ R0 j7 I" a( O6 v4 eADC 输入范围:VREF-≤VIN≤ VREF+
常规通道转换期间可产生 DMA 请求


0 W0 D, s: [/ o二：STM32 cube MX 软件的配置如下所示：

1 {) q0 O, O8 N, a, f) Y6 [6 D
三：STM32 cube MX 软件生成代码如下所示：

3 h& J# U4 ^# n

1.   hadc1.Instance = ADC1;
   
2.   hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
   8 P9 j! G# j+ n1 y7 F
3.   hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
   
4.   hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
   
5.   hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
   
6.   hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
   , F" H3 w2 R& I0 ^
7.   hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING;
   ' @1 F0 P' n# k
8.   hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T1_CC1;
   9 V/ p) ^$ L, S/ V6 H
9.   hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
   / _; T6 z* B# E: L
10.   hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    
11.   hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
    ! s8 |8 \9 q( U+ u: ~+ b
12.   hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    + C/ k/ R6 h; N- B! L# A
13.   if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
    
14.   {
    " w6 L( k. N3 f$ v* S
15.     Error_Handler();
    
16.   }

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上述软件代码是软件配置之后，自动生成的功能，然后我下载之后，发现代码进入的　void NMI_Handler(void)　错误，由于我使用的是DMA的方式接收的ADC的数据，所以DMA还在正常运行，也是搞不懂为什么，串口输出也不正常。
然后我查询了下代码，将ADC的初始化修改如下所示代码：
$ q( @2 s2 ~9 U. }" g

1.   hadc1.Instance = ADC1;
   2 o, h+ W  F8 R  R
2.   hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
   8 h  j9 M$ o" V
3.   hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
   ) j: d: H  l# ^" v) ~
4.   hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
   
5.   hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
     ]  u, W0 @4 @$ H- h) i2 [, {
6.   hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
   
7.   hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
   
8.   hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T1_CC1;
   
9.   hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
   
10.   hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    
11.   hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
    
12.   hadc1.Init.EOCSelection = DISABLE;
    & v. h; [, Y1 @- B: z
13.   if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
    ! {* E  Y+ S+ r3 ^8 |/ T
14.   {
    4 J- c& _- c1 c2 J; N( x
15.     Error_Handler();
    
16.   }

复制代码

下面是ADC　结构体的的变量解释

1. typedef struct｛
   
2. uint32 t ClockPrescaler;//分频系数 2/4/6/8 分频

复制代码

这里发现是　cube MX 软件配置中对下述变量配置不太一样：

1. hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;　
   
2. hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING;　

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配置好ADC代码后，我们就直接读取ADC的数据就可以了
主程序代码如下：

1.   HAL_Delay(200) ;
   - o( J- H+ @* L. `% o
2.                 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOJ,GPIO_PIN_13) ;
   
3. //                HAL_Delay(200) ;
   
4. //                HAL_GPIO_TogglePin(GPIOJ,GPIO_PIN_5) ;
   , H# e5 I7 ]7 `. g( \7 e7 B+ @
5. //                HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD,GPIO_PIN_4) ;
   
6. //                HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_12) ;
   
7.                 if(usart1_flag == 1)
   ! C! E0 P% M8 H9 i* s
8.                 {
   
9.                         usart1_flag = 0 ;
   
10.                         HAL_UART_Transmit(&huart1,Usart1_DEAL_RX_Buf,usart1_rx_len,100);
    0 j- s+ T2 t# I% o9 K
11. //                        printf("Hello STM32! Hello congcong! Hello STM32f769!\r\n");
    4 m# ?  q7 V8 S$ {( R3 f. K- U
12. 
    " ^* q9 Z! r/ h( `  R, L
13.                         printf("Hello STM32! Hello congcong! Hello STM32f769!\r\n" );
    
14.                 }
    1 \3 t6 {& S6 O: M( s6 Y
15. 
    
16.                 printf("ubADCSample data = %5d\r\n" ,ubADCSample);

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PC截图如下所示：
1 Y+ w; G$ E: K+ p1 c

; V9 L- Z; w* A) {/ n调试感想如下：
7 n7 n1 O1 E0 [7 u# k- ]7 U虽然使用STM32 读取了ADC的数据，但是数据飘动还是比较大了，对于工业控制并不是很好，所以这里我推荐以下几种处理方式：
& _0 r. P. s1 @6 j' w& ]1：中值滤波方式：
5 t6 ]; `& [6 w8 D$ S" v* j. j主要是程序在执行的时候，连续采集N次（需要注意下这里下，这里的N必须取值奇数），程序需要按大到小或者从小到达的顺序进行排序，然后取中间数值做为有效值。

1. int MidValueDeal(int N)
   8 T* N% Y; i* v! p+ i" Y
2. {      
   
3.     int value_buf[N];      int i,j,k,temp;      
   
4.     for( i = 0; i < N; ++i)      
   1 ~0 y5 _( h2 \
5.     {        
   ! A( O3 V7 S$ ^$ O6 _" R9 \4 l
6.     　value_buf[i] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);  
   ) o" G" h. z* r. ?7 g
7.     }
   & M; o0 u; w) f; J- H
8.       for(j = 0 ; j < N-1; ++j)      
   6 i: F3 ^3 C7 A# W
9.       {         
   - G9 D% Q" I7 w  ^9 |4 d5 U
10.           for(k = 0; k < N-j-1; ++k)         
    
11.           {              //从小到大排序，冒泡法排序              
    , \. [% Y3 Y' o6 ^- l) S$ k- X5 p3 L0 D+ @
12.               if(value_buf[k] > value_buf[k+1])              
    
13.               {               
    $ C1 F/ X# e2 V7 U
14.                   temp = value_buf[k];               
    ( K; V& t9 r# n" o$ D, g* a" P
15.                   value_buf[k] = value_buf[k+1];               
    8 k: u  F& }% {  U, R
16.                   value_buf[k+1] = temp;              
    ) H6 ]. I$ d8 |' O1 L3 e
17.               }         
    
18.           }      
    
19.       }
    ! M0 c# b. R9 Z- |$ z* p
20.       return value_buf[(N-1)/2];
    
21.   }

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2：算术平均数滤波：连续取值N个数据，对所有的数据进行取平均值；
: f: V$ m: c0 S

1. int AverValueDeal(int N)
   ; E) Z0 ~: `4 Z! x0 z" Q) p
2. {   
   5 _1 B( `8 u8 P' d
3.     int sum = 0;     
   
4. 　　　 unsinged short i;   
   # L, u% e/ R/ E
5. 　　　 for(i = 0; i < N; ++i)     
   
6. 　　　 {        
   
7. 　　　     sum += HAL_ADC_GetValue(&hadc1);      
   
8. 　　　 }     
   . M6 I9 \( ?. P$ ]8 K; ^) L# j
9. 　　　 return sum/N;
   
10. }

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相比之下：STM32F769的硬件上面没有过采样的硬件配置，对于STM32U083单片机，已经支持硬件的过采样功能。当时测试时候发现，经过硬件处理之后，数据稳定性得到提高。
不过即使没有硬件的过采样，我们依然可以使用软件模拟过采样、滤波采样的功能，对数据进行处理。
* g  Q+ h. ]! p  l. z9 ]

最后，大家在调试ADC时候有什么好的建议和想法，麻烦评论区留言。

用标准的基准源进行观察。打印出ADC的值，使用分析软件进行分析评估。

lugl 发表于 2025-3-15 09:20
用标准的基准源进行观察。打印出ADC的值，使用分析软件进行分析评估。
...

不知道是不是我配置的问题，这个AD的数据，感觉还没有U083单片机的采集稳定

〃聪聪哥哥 发表于 2025-3-16 12:36
不知道是不是我配置的问题，这个AD的数据，感觉还没有U083单片机的采集稳定
...

需要进行滤波算法进行处理吧。这么高的主频处理起来应该不难。但是这个12bit的ADC，他的应用场景不是高精度的ADC采集。如果想稳定，最好使用专业的ADC吧。

lugl 发表于 2025-3-16 19:41
需要进行滤波算法进行处理吧。这么高的主频处理起来应该不难。但是这个12bit的ADC，他的应用场景不是 ...

[md]嗯，这个正好有个机会研究一下，，感觉不如U0系列的好呢😄

〃聪聪哥哥 发表于 2025-3-17 19:45
嗯，这个正好有个机会研究一下，，感觉不如U0系列的好呢😄

这个也不能这样说，F769在当年可以说是高档产品了。他还有其他的功能，综合性能比U0要强很多。但是U0的使用的内核比F769要新，在能耗性能比上要比F7xx要好。各有所长。