STM32单片机之ADC学习总结

2019-04-15 17:42发布

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因为公司的产品上需要使用AD来检测电池电压，要求不是很高，突然想用下DMA+ADC+TIM，以前以为很简单，实际使用中让我觉得很惭愧，遇到的问题让我一下子蒙了，不停的查资料，不停的测试，终于一个一个的问题都解决了，同时对stm32的ADC有了新的认识，并且打算再闲暇时间内将stm32的资源尽量的实践下。

我用的是STM32F4 来调试ADC3+DMA+TIM1（单通道），首先我先查看了下DMA的资料，之后参考官方提供的ADC3+DMA很快可以正常读取数据，之后我直接添加定时器触发AD转换，结果失败，我开始查资料看手册，逐渐对这三者之间的关系有了一个认识

首先定时器产生触发信号，AD检测到转换信号后开始转换，每转换一次就通过DMA将数据放到指定的内存地址中，直到达到DMA设定的DMA_BufferSize设定值后DMA置位相应的标志位，从而完成一次DMA传输。

由上面的关系的可以得知ADC转换是一次一次即单次非扫描模式（我测试的是AD单通道），因为连续模式一旦触发就会不停的转换，这样的话定时器触发转换就失去了意义，之后DMA设置成普通模式，即完成一次DMA传输后，停止传输，之后的DMA请求不被响应，因为DMA传输完成后以为着可以进行数据处理了，这个时候为了防止数据被覆盖（网上还有其他方法防止数据被覆盖）。

1>关于定时器的PWM输出

一开始我用定时器1的CH1来作为AD的触发信号对应的管脚是PA8，管脚配置的时候配置成复用模式没有调用 GPIO_PinAFConfig，将PA8复用成TIM1的输出脚，关于定时器的时钟我忽略了一个重要的因素，所以设置的频率一直不对




查看stmf4的参考手册 如果APBx_PRESC为1则定时器的时钟为PCLKx的时钟 否则为2倍的PCLKx

-如果是定时器1和定时器8 需要调用TIM_CtrlPWMOutputs来开启pwm输出之后通过示波器可以正确查看PA8的的波形输出。

2>AD转换

-ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;

我对这句一点都不懂，通过查资料发现stm32F4的ADC的DMA有4种模式，主要是为了通过联合使用ADC模块提升采样速度，其中默认模式和模式1差不多，

DMA mode 1 enabled (2 / 3 half-words one by one - 1 then 2 then 3)

//从依次取ADC的值，分辨率为12位，

DMA mode 2 enabled (2 / 3 half-words by pairs - 2&1 then 1&3 then 3&2)

//可以联合使用这三个ADC模块进行采样，采样速度也是单独的三倍（2.4*3Msps），分辨率是12位，完成两次转换后，将值取走应该是

//ADC2+ADC1 ,ADC1+ADC3 ,ADC3+ADC2

DMA mode 3 enabled (2 / 3 bytes by pairs - 2&1 then 1&3 then 3&2)

//模式3和模式2差不多 但是分辨率要求是8位或6位，虽然分辨率降低了但是转换时间相对12位的要短。

-ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;

//连续模式必须被禁止，不然定时器触发就失去了意义

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_Rising;

//查看寄存器，发现需要使能外部触发，上面就是开启并制定触发信号的极性

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;

//选择触发时间

-一旦使用外部触发，那么 软件触发就不需要再调用。

3> DMA的传输

-ADC每转换一次，DMA搬运一次，达到指定的次数后，完成一次传输。

-DMA重启，看了网上很多人说DMA关闭后再开启后无法实现DMA传输，在stm32研讨会的演讲稿上有关于DMA重启的解决办法，




我按照第二种方法测试，发现如果处理数据时间长就会有问题，之后我吧定时器和ADC一起关闭之后处理数据，再配置DMA，在开启AD和定时器，就正常了。不太清楚哪里的问题。

-stm32f4的DMA分为数据流和通道，其中通道与stm32f1的触发源类似，F4的数据流与F1的通道类似

这样ADC+DMA+TIM就正常工作了。


我想用内部ADC把采集的波形通过ucgui显示出来，从而加强对AD的运用与认识，我用stm32采集信号发生器的法波信号进行采集，一次采集300个点，之后通过ucgui将其显示在TFT屏上，为了让波形好看一些，我查了下网上的一些例程和示波器的资料，里面讲到可以通过数字内插的方法将波形重现和回放，数字内插的方法常用的有两种，一种是线性内插一种是sinx/x内插，线性内插比较好了解，关于sinx/x内插就复杂的多，仅仅是理解就很麻烦，数学功底严重不足的悲剧，原理都不懂想用c语言描述就别想了，所以只能用线性内插了，不过网上有关于sinx/x内插的c语言实例，使用线性内插后，波形比之前好看多了，通过调整TIM1的触发信号的频率达到了t/div 的作用如何算频率，一开始我打算把AD采集的结果的最大值和最小值的下标做个差，之后绝对值再乘tim1的周期 后来果断放弃，原因很明显。后来我查询最大值和最小值 之后求平均值，然后一次查询（前一个AD值比均值小且其后一个值比均值大）记录下标，之后查询前一个AD值比均值大且其后一个值比均值小 记录下标，将两次下标做差求绝对值之后与触发信号的频率运算可以求出采集的波形的频率。目前我仅仅测试了占空比为50%的方波信号，效果还好，不过还要完善，比如占空比不为50%的情况。

折腾了几个晚上，我发现stm32的资源很丰富，而我只掌握了很少很少的一部分基础的东西。以后要不断的完善和实践。将折腾的过程中遇到的问题和理解写出来与大家分享，其中有误的地方希望大家提出来交流

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