STM32学习:ADC/DMA/USART

2023-07-26 来源：elecfans

　　学习STM32的ADC转换，在开发板上写程序调试。

　　四个任务：

　　1.AD以中断方式(单次)采集一路

　　2.AD以中断方式连续采集四路

　　3.AD以DMA方式采集一路，DMA深度为一级

　　4.AD以DMA方式采集四路，每路DMA深度为28级，并滤波，说明滤波原理。

　　总结：

　　第一个任务：ADC以中断方式采集一路ADC，通过配置ADC_InitStructure结构体中的ADC_ScanConvMode，它规定模数转换工作在扫描模式(多通道)还是单次模式(单通道)，

　　ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE，为单通道单次模式。

　　ADC_ContinuousConvMode，定转换是连续还是单次，ADC_ContinuousConvMode=DISABLE

　　为单次，ADC_NbrOfChangnel规定ADC规则转换的通道数。ADC_NbrOfChannel=1;//开启1个通道数。

　　ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_13, 1,ADC_SampleTime_55Cycles5);设置指定规则组的通道的采样顺序和转换时间。这里以为只有一路通道，采用的是PC3引脚，对应的通道数是13通道，采样顺序也就是1,。

　　ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);使能ADC

　　ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC,ENABLE);开启ADC转换结束中断。

　　ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置校验寄存器

　　while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待重置校验成功

　　ADC_StartCalibration(ADC1);//开始ADC校验

　　while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//等待ADC校验好

　　ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//软件触发开始转换

　　因为ADC有一个16位的规则组数据寄存器(ADC_DR)，采用一路转换时可以不用通过DMA传输。这里就没有配置DMA。

　　void ADC_IRQHandler(void)

　　{

　　ADCConvertedValue=ADC_GetConversionValue(ADC1);

　　ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_EOC);

　　}

　　当一次转换结束，DAC产生中断，在中断函数里，读取ADC_DR寄存器中的值，一定清除中断标志位。

　　采集出来的数据是16进制数，要经过处理，变成10进制数，具体如下：

　　(value*100/4096)*33，value是从寄存器读出来的十六进制的数据，经过此变换后就变成10进制数，是个整数，我们通过串口显示的时候要把小树部分也要显示出来则有：((value*100/4096)*33)/1000，整数部分。

　　((value*100/4096)*33)%1000/100，((value*100/4096)*33)%100/10)，小数部分，

　　串口配置，我是通过STM32上的串口1与PC机通讯的，具体配置如下：

　　void USART_Configuration(void)

　　{

　　USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

　　USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;波特率9600

　　USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//8位数据位

　　USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;1个停止位

　　USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;无奇偶校验

　　USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;

　　USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);初始化串口配置

　　USART_Cmd(USART1,ENABLE);使能串口

　　}

　　int fputc(int ch,FILE *f)

　　{

　　USART_SendData(USART1, (u8)ch);

　　while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET)//检查发送是否完成

　　{

　　}

　　return ch;

　　}此函数，是把printf输出函数定向到USART。

　　第一个任务大概就是这个过程，在后面的任务有相同之处，就不重复叙述了。

　　第二个任务：ADC以中断方式连续采集四路。

　　首先配置4路模拟输入，我配置的是PC0、PC1、PC2、PC3四个IO口，输入方式为模拟输入，速度采用2M，它们对应的ADC通道分别是10、11、12、13通道。

　　在第一个任务说了，ADC规则转换多路采样时，ADC的数据寄存器只有一个16位寄存器，所以必须采用DMA来传输数据，DMA配置如下：

　　DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=DR_ADDRESS; //DMA对应的外设基地址

　　DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)&Buf; //内存存储基地址，定义的一个数组

　　DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC; //DMA转换模式为SRC模式，由外设搬移到内存

　　DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=4; // DMA缓存大小，4个(设置DMA在传输时缓冲区的长度)

　　DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable; //接收一次数据后，设备地址禁止后移(设置DMA的外设递增模式)

　　DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable; //关闭接收一次数据后，目标内存地址后移(设置DMA的内存递增模式)

　　DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//定义外设数据长度

　　DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

　　DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;

　　//循环模式开启，Buf写满后，自动回到初始地址开始传输

　　DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_High;//优先级高

　　DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;

　　ADC配置：

　　//ADC配置

　　ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//独立转换模式

　　ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=ENABLE;//开启扫描模式

　　ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;//开启连续转换模式

　　ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//ADC外部开关，关闭状态

　　ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//对齐方式，右对齐方式

　　ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=4;//开启通道数，4个

　　ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//初始化ADC

　　ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_10,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);

　　ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_11,2,ADC_SampleTime_55Cycles5);

　　ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_12,3,ADC_SampleTime_55Cycles5);

　　ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_13,4,ADC_SampleTime_55Cycles5);;

　　//ADC通道组，第10、11、12、13个通道，采样顺序分别是1，2,3,4转换时间55.5个周期

　　ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC1模块DMA

　　ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//打开ADC1

　　ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置ADC1校准寄存器

　　while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//等待ADC1校准重置完成

　　ADC_StartCalibration(ADC1);//开始ADC1校准

　　while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//等待ADC1校准完成

　　ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//使能ADC1软件开始转换

　　中断是采用DMA中断，当DMA第一轮传输结束时，设一个标志位，当标志位为1时，表明第一轮转化和传输完成，此时就可以读取数组中的数据，经过处理就可以通过串口显示出来。

　　void DMAChannel1_IRQHandler(void)

　　{

　　ADC_DMA_OK=1;

　　DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);

　　}中断函数。

　　第二个任务大概就这样子。

　　第三个任务：AD以DMA方式采集一路，DMA深度为一级。

　　这个任务不难，关键要理解到DMA深度，用自己的语言来理解哈DMA深度吧，当ADC以一路采集时，ADC转换完成就自动把转换结果通过DMA传给目的地址，如果传输一次结束DMA就产生中断的话，DMA的深度就为一级，如果连续传输N次，DMA的深度就位N级，当然这个N是又范围的，因为受目的地址的内存大小控制和数据宽度，这个大家应该豆明白的。

　　这个任务在第一个任务的基础上我通过DMA传输，意思是AD配置没什么区别。DMA配置和第二个任务的区别就是DMA_BufferSize的宽度不同。

　　#define DR_ADDRESS (u32)0x4001244c ADC的地址

　　#define DMA_Count 1 DMA深度，也就是连续传输的次数

　　#define ADC_Channle 1 ADC通道

　　数据处理和串口通讯这里不重复叙述。DMA中断和任务二的类似。

　　第四个任务：AD以DMA方式采集四路，每路DMA深度为128级，并滤波，说明滤波原理。

　　这个任务和是个综合性任务，只要弄懂前面三个任务，难点是再如何滤波，开始的时候我也不知道怎么滤波，同事提醒我才知道怎么滤波的，我大概说哈我的理解，把四路通道采集的数据分别放到四个数组中，然后给他来个排序，降序，升序都行，把首位两个数丢掉，然后加起来求平均值。但是我这里因为DMA的深度为128级，也就是四个通道分别采样了128次，大家都知道，数据越多，求平均值就越准确，所以我就没有采用什么排序法了，直接给他们分别求平均值，具体如下：

　　#define DR_ADDRESS (u32)0x4001244c ADC的地址

　　#define DMA_Count 128 DMA深度，也就是连续传输的次数

　　#define ADC_Channle 4 ADC通道

　　for(i=0;i<(ADC_Channle*DMA_Count);i+=4)

　　{

　　Value1[j]=Buf[i+0];

　　Sum1+=Value1[j];

　　Value2[j]=Buf[i+1];

　　Sum2+=Value2[j];

　　Value3[j]=Buf[i+2];

　　Sum3+=Value3[j];

　　Value4[j]=Buf[i+3];