一、ADC的三种工作方式及优缺点
1.查询模式:查询模式下,占用CUP时间较多,cup效率较低。
2.中断模式:相比查询模式大大释放了cup,提高了cup的利用率。
3.DMA模式:该模式下基本不占用cup,能直接将ADC采集的数据存储到存储器。
二、ADC的转换方式
转换方式需要根据情况搭配使用,分为扫描模式(Scan Conversion mode)、连续转换模式(Continuous Conversion Mode)和间断模式(Discontinuous Conversion Mode)。
ADC单通道转换:
“单次转换模式,扫描模式关闭”:只进行一次转换,不过可以持续使能ADC达到不断采集的的。
“连续转换模式,扫描模式关闭”:使能一次ADC后,能够连续转换。
ADC多通道转换:
“单次转换模式”,扫描模式开启”:每个通道转换完一次后结束转换,但可以通过持续使能ADC不断进行多通道连续采集。
“连续转换模式”,扫描模式开启”:每个通道转换完之后还能继续循环转换,不需要反复使能ADC。
多通道必须开启扫描模式。
三、ADC之查询模式(阻塞模式)
1、流程:
①开启ADC:调用HAL_ADC_Start(),开启ADC。
②等待EOC标志位:调用查询函数HAL_ADC_PollForConversion(),等待ADC转化结束,CUP在这段时间内不能干其他事,所以查询方式降低了CUP的使用率。
③读取寄存器数据:调用HAL_ADC_GetValue()。
2、STM32CUBEMX配置(ADC部分)
使用的stm32f103zet6正点原子精英版,通过打开ADC1的通道1(PA1)。
Data Alignment : 可选左对齐或右对齐。
Conversion Mode:由于只使用了一个通道,关闭就行。
Continuous Conversion Mode:这里关闭,我们使用软件开启ADC。
Discontinuous Conversion Mode:单通道模式间断模式自动关闭,不可选。
Enable Regular Conversions:是否使能转换,开启规则转换。
Number Of Conversion:转换的通道数,单通道当然只能是1。
External Trigger Conversion Source:选择由软件触发采集。
Rank :每个通道的编号,
每个Rank有如下参数配置:
Channel:所选择的通道
Sampling Time:每次采集ADC所需要的时间(采样周期),T = 采样周期+ 12.5个周期,(其中1周期为1/ADCCLK,设置的ADC时钟频率为12M),这里我设置的ADC的采样周期为1.5Cycles,所以转化一次总的时间T=(1.5+12.5)/12=1.167us。补充:采样周期越长,越准确,这里存在一个竞争冒险的关系。
3、软件配置
在adc.h文件添加代码:
/* USER CODE BEGIN 1 */获取ADC的值uint16_t Get_adc(uint16_t ch){HAL_ADC_Start(&hadc1); //先开启ADCHAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,1);//查询函数,查询EOC标志位。每次采样,CUP在这里都要 //等待采样完成才能进行下一步,这段时间CUP没有干其他 //事,所以降低了CUP使用率return HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //得到ADC的值} /获取times次采样值的平均值///uint16_t Get_ADC_Average(uint16_t ch,uint8_t times){ uint32_t ADC_Sum=0; uint8_t i; for(i=0;i<times;i++) { ADC_Sum+=Get_adc(ch); HAL_Delay(5); } return ADC_Sum/times; //对times次样品值取平均,使采样值更加准确}/* USER CODE END 1 */
在main..c的初始化代码段定义一个uint16_t ADC_Value1;在while中添加一下代码(串口自己配置,可参考串口通信)
/* USER CODE BEGIN 1 */ uint16_t ADC_Value1; // /* USER CODE END 1 */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_USART1_UART_Init(); MX_ADC1_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);//开启ADC之前校准一下 /* USER CODE END 2 */ while (1) {ADC_Value1=Get_ADC_Average(ADC_CHANNEL_1,10);//得到10次采样值的均值printf("ADC:%d\n",ADC_Value1);HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);HAL_Delay(1); }
ADC查询模式小总结:在关闭间断模式的情况下,多通道采集尽量不使用ADC查询模式进行,不然采样值容易出错,如果要用一定要开启间断采样模式。
四、多通道查询模式
1.STM32CUBEMX配置
开启ADC1的四个通道
2.软件配置
在main.c中添加:
int main(void){ /* USER CODE BEGIN 1 */ uint16_t ADC_Value1,i; uint16_t adcbuf[4]; //四个通道采样数据存储的数组 /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_USART1_UART_Init(); MX_ADC1_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); //开启adc前校准一下ADC /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) {for(i=1;i<5;i++){HAL_ADC_Start(&hadc1); //由于没有开启连续转换,每次转换前需要软件开启adcHAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10);//轮询等待ADC转换完成adcbuf[i]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //将四个通道的采样值存在数组里printf("adc_ch%d: %d \n\r",i,adcbuf[i]);} HAL_ADC_Stop(&hadc1);//关闭ADC HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);HAL_Delay(100); /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */}
五、ADC之中断模式(单通道)
1、流程
①启动ADC,使能中断
②等待中断触发
③在中断中读取寄存器数据
2、STM32CUBEMX配置(ADC部分)
ADC的中断模式和单通道采样一样,只是多使能了一下adc中断。
3、软件配置
只需在while()的上面校准adc和开启ADC。
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);
在ADC的回调函数里面添加:
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)//回调函数{uint16_t Adc_Value;Adc_Value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); printf("adc_value:%d\n",Adc_Value);}
六、ADC之DMA(多通道)
1、流程
① 启动ADC
②配置DMA缓冲区
③读取缓冲区数据
2、STM32CUBEMX配置(ADC部分)
开启ADC1的通道1和2。
3、软件配置
main.c
int main(void){ /* USER CODE BEGIN 1 */ uint16_t ADC_Value1,i;uint16_t AD_Buf[2]={0};//两个通道采集数据存在这个数组里面 /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_USART1_UART_Init(); MX_DMA_Init(); MX_ADC1_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)&AD_Buf,2);//开启ADC的DMA,采集的数据直接放入 AD_Buf这个数组里,操作简单。 /* USER CODE END 2 */ while (1) {printf("AD1=%d\n\r",AD_Buf[0]); printf("AD2=%d\n\r",AD_Buf[1]);HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);HAL_Delay(20); }}
ADC的DMA模式小总结:DMA模式最简单,并且采样过程基本不会影响CPU,一般使用ADC的MDA模式进行采样。