基于STM32 CubeMX配置ADC的详细教程

基于STM32 CubeMX配置ADC的详细教程

本文将详细介绍如何使用STM32 CubeMX配置ADC，包括时钟配置、ADC配置、DMA配置以及定时器配置等内容。通过本文，读者将能够掌握如何使用STM32F103C8芯片进行ADC配置，实现对0-3.3V电压信号的循环接收和处理。

目标与材料

目标：循环接收一路0-3.3V电压信号，使用独立模式，使用DMA搬运至寄存器，采集触发使用TIM3定时器。

材料：STM32F103C8

STM32 ADC简介

STM32的 ADC是 12位模拟数字转换器。STM32的 ADC最大的转换速率为 1Mhz，也就是转换时间为 1us（在 ADCCLK=14M,采样周期为 1.5个 ADC时钟下得到），不要让 ADC的时钟超过 14M，否则将导致结果准确度下降。STM32将 ADC的转换分为 2个通道组：规则通道组和注入通道组。规则通道相当于正常运行的程序，而注入通道相当于中断。在程序正常执行的时候，中断是可以打断正常程序进行执行。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。

时钟配置

对应STM32F103 ADC时钟不能超过12MHZ那么采样时间和转换时间怎么计算呢？如果采样时间设定为1.5个周期，ADC时钟的预分频设置为6，那么采样时间计算如下：

APB2/4=ADC Clocks
ADC Clocks/6=Fs
Fs=采样频率
72/6=12MHZ

采样周期设置为1.5时，另外因为采样到值以后进行转换需要12.5周期，那么实际转换时间为：

12MHZ /1.5 /12.5 = 640KHZ

频率换算周期等于1的倒数：

1s/640KHZ=1000 000us /640 000HZ =1.5625us

实际采样转换时间为1.5625us

配置ADC

对应上图配置如下：

ADCs_Common_Settings

• Mode: 设置ADC 工作模式（独立模式或多重模式）
• 独立模式
• <1> Independent mode：ADC1 和ADC2 工作在独立模式
• 双重模式
• <2> Dual regular simultaneous + injected simultaneous mode：ADC1 和ADC2 工作在同步规则模式和同步注入模式
• <3> regular regular simultaneous + alternate trigger mode：ADC1 和ADC2 工作在同步规则模式和交替触发模式
• <4> Dual injected simultaneous mode only：ADC1 和ADC2 工作在同步注入模式
• <5> Dual regular simultaneous mode only：ADC1 和ADC2 工作在同步规则模式
• <6> Dual interleaved mode only：ADC1 和ADC2 工作在交叉模式
• <7> Dual alternate trigger mode only：ADC1 和ADC2 工作在交替触发模式
• 三重模式
• <8> Triple combined regular simultaneous + injected simultaneous mode：工作在同步规则模式和同步注入模式
• <9> Triple combined regular simultaneous + alternate trigger mode：工作在同步规则模式和交替触发模式
• <10> Triple injected simultaneous mode only：ADC1 和ADC2 工作在同步注入模式
• <11> Triple regular simultaneous mode only：ADC1 和ADC2 工作在同步规则模式
• <12> Triple interleaved mode only：ADC1 和ADC2 工作在交叉模式
• <13> Triple alternate trigger mode only：ADC1 和ADC2 工作在交替触发模式
• DMA Access Mode：（DMA）直接存储器存取访问模式（在多重模式下才有此项）
• Delay between 2 sampling phases：2个抽样阶段的延迟（在多重模式下才有此项）

ADCs_Settings

• <1> Clock Prescaler：ADC的时钟分频数
• <2> Resolution：分辨率（意思是AD位数）
• <3> Data Alignment：ADC 数据向左边对齐还是向右边对齐
• <4> Scan Conversion Mode：ADC工作在扫描模式（多通道）还是单次（单通道）模式。可以设置这个参数为ENABLE 或者DISABLE。
• <5> Continuous Conversion Mode：ADC模数转换工作在连续模式。可以设置这个参数为 ENABLE或者DISABLE。
• <6> Discontinuous Conversion Mode：ADC模数转换工作在不连续模式（单次模式）。可以设置这个参数为 ENABLE或者DISABLE。
• <7> DMA Continuous Requests：DMA连续请求
• <8> End of Conversion Selection：转换选择结束

ADCs_Regular_ConversionMode（规则通道转换模式）

• <1> Enable Regular Conversions：启用定期转换 ENABLE或者DISABLE
• <2> Number of Conversion：ADC转换的通道数量 1
• <3> External Trigger Conversion Source：ADC外部触发转换源 TIM3 更新事件
• <4> External Trigger Conversion Edge：ADC外部触发转换边沿（意思是上升沿/下降沿触发）

Rank

• <1> Channel：ADC转换通道1
• <2> Sampling Time：ADC转换时间 1.5cyces

ADC_Injected_ConversionMode（注入通道转换模式）

• <1> Number of Conversion：ADC转换的注入通道数
• 注入通道数不为0时，才有下面的配置项
• <2> External Trigger Source：ADC外部触发转换源
• <3> External Trigger Edge：ADC外部触发转换边沿（意思是上升沿/下降沿触发）
• <4> Injected Conversion Mode：ADC注入转换通道模式

Rank（ADC_Injected_ConversionMode的（Number of Conversion）ADC转换的注入通道数不为0时，才能配置注入通道的其他参数）

• <1> Channel：ADC转换通道
• <2> Sampling Time：ADC转换时间
• <3> Injected Offset：ADC注入通道的偏值

WatchDog

• <1> Enable Analog WatchDog Mode

以上蓝字为默认配置，红色在STM32 CuebeMX选择相关选项。

ACD的DMA配置

选择循环采集，地址不偏移，寄存器移位偏移。一个字节大小。

配置TIM3 ADC触发转换定时器

配置好ADC后还需要给ADC一个触发事件信号，这里通过定时器的上升沿触发转换，配置开启更新事件，相关分频设置转换速度为10KHZ，配置如下。

至此ADC的单通道独立默认就配置好了，生成工程代码。

使用

创建一个数组用于存储ADC数据

/* USER CODE BEGIN 0 */
#define NPT 256 //样本数量
uint32_t adc_buf[NPT]={0}; //用于存储ADC转换结果的数组
/* USER CODE END 0 */

使能定时器触发转换，并用串口打印

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, adc_buf, NPT); /*启动ADC的DMA传输，配合定时器触发ADC转换 12位的ADC对应0-4095 */
HAL_TIM_Base_Start(&htim3); /*开启定时器，用溢出时间来触发ADC*/
//HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1); /*停止ADC的DMA传输*/
//HAL_TIM_Base_Stop(&htim3); /*停止定时器*/
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
    printSwo("",adc_buf[0],LINE_FEED_EN);
    HAL_Delay(500);
}
/* USER CODE END 3 */

增加一个DMA的回调函数用于转换完成后处理一些其它操作。

/** 函数名称：void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
 * 功能描述：ADC的DMA回调函数
 * 参数：hadc --- adc结构体指针
 * 返回值：无
 */
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    uint16_t flag;
    // HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1); //停止ADC的DMA传输
    flag = 1; //标记ADC_DMA传输完成
}

参考链接

• https://blog.csdn.net/qq_43225938/article/details/84098810
• https://blog.csdn.net/mc_li/article/details/81364766?spm=1001.2014.3001.5506