stm32f10x系列学习笔记(三)ADC
ADC_SampleTime
用途:在ADC通道配置(ADC_RegularChannelConfig)需要传输的参数。
含义:指两个采样阶段之间的延迟周期数,该参数会影响ADC在采样过程中的性能和准确性。
选取不同参数的异同:
周期越多 | 周期越少 | |
---|---|---|
采样精度和稳定性 | ↑ | ↓ |
速度和响应时间 | ↓ | ↑ |
抗噪声和抗干扰能力 | ↑ | ↓ |
在实际应用中,选择合适的ADC_SampleTime周期数通常需要根据具体的系统需求进行权衡。如果系统对精度和稳定性要求较高,可以考虑增加延迟周期数;而如果需要更快的响应速度,可以适当减少延迟周期数。
问:为什么是1.5个周期,而在代码中是ADC_SampleTime_1Cycles5
答:ADC_SampleTime_1Cycles5,cycles后面的5表示0.5周期,故改值表示1.5周期而不是一个周期
问:ADC采样周期为1.5周期是不是每1.5周期采样一次的意思?
答:不是,1.5周期的意思是对数据采样的动作持续1.5个周期的意思。以stm32f10x为例,1.5个采样周期还要再加上12.5周期作为数据转换,也就是每一次采样的开始间隔1.5(采样周期)+12.5(转换周期)= 14周期。故当ADC的时钟为14Mhz,采样周期为1.5时,每次采样就需要1us。
不同采样周期对应的总转换时间(以14Mhz晶振为例)
采样周期 | 总转换时间 |
---|---|
1.5 | 1us |
7.5 | 1.4us |
13.5 | 1.9us |
28.5 | 2.9us |
41.5 | 3.9us |
55.5 | 4.9us |
71.5 | 6us |
239.5 | 18us |
规则通道和注入通道
规则通道:用于常规的数据采集,通常用于采集主要的输入信号
注入通道:是一种特殊的输入通道,比规则通道有着更高的优先级
给我的感觉,规则通道就像是main的主程序,注入通道就像是中断程序。
异同点
- 同:都是ADC的输入通道配置,用于数据采集。
- 异:
- 规则通道用于常规的、定期的数据采集;注入通道用于临时、优先级更高的事件响应采集。
- 注入通道的优先级通常高于规则通道,可以在规则通道采集过程中,立刻插入采样操作。
- 两者在代码层面上的区别就在于使能的函数名不一样,初始化的结构体是一样的。
- 规则通道共用一个数据寄存器(ADC_DR)暂存数据,每个注入通道有独立的数据寄存器(ADC_DRJx)暂存数据
ADC转换流程
单次转换模式的规则通道
- 转换数据被储存在ADC_DR寄存器中
- EOC(转换结束)标志位被标志
- 如果设置了EOCIE,则产生中断
单次转换模式的注入通道
- 存储特定的ADC_DRJx寄存器中(每一个通道单独分配了一个寄存器)
- 转换结束的标志位为JEOC
- 中断标志位为JEOCIE
循环转换模式
循环转换模式则在这一次转换结束后立马启动下一次转换
模拟看门狗
用途:用于保证adc运行的稳定,是一个检测系统
还没看如何使用
DMA请求
用途:因为规则通道共用一个公共的规则通道数据寄存器(ADC_DR),故需要使用DMA来暂存数据,以防止多规则通道转换数据时,ADC_DR寄存器的暂存数据被覆盖掉
好处:
- 防止ADC_DR寄存器的数据被覆盖掉
- DMA操作无需CPU干预,节省了CPU资源来做其他操作
ADC转换时序
- adon给高电平脉冲,ADC上电
- 等待tSTAB时间,使ADC稳定
- adon给高电平脉冲,ADC开始转换
- 等待转换结束后,EOC位被设置,数据存储在对应的数据寄存器中
- 软件清除EOC位
- 开始下一次ADC转换
ADC的低功耗
见文(还没看):https://www.elecfans.com/d/897318.html
数据对齐
规则通道:
- 左对齐(右边4位,置0)
- 右对齐(左边4位,置0)
注入通道:
-
左对齐(左边第一位SEXT;右边3位,置0)
-
右对齐(左边四位,SEXT位)
- SEXT位是拓展的符号位(怎么用还不知道)
- 一般用右对齐吧,两种通道的数据存放都是一样的(除了0和SEXT位)
扫描模式
启用扫描模式则可以按顺序自动对所有的通道进行adc转换(不需要cpu参与)
问:多个规则通道共用一个ADC_DR寄存器,那数据不会出现被覆盖的情况吗?
答:会的,但是可以通过使用DMA请求来避免数据被覆盖的情况,每次EOC后,DMA控制器会把规则通道的转换数据传输到SRAM中,注入通道则还是留在数据通道的暂存寄存器(ADC_JDRx)
校准
流程:
- 软件设置ADC_CR2寄存器的CAL位
- tCAL时间过后,校准结束,CAL位硬件复位
- 校准码被暂存ADC_DR中,然后被用于消除误差
建议:
- 每次上电后进行一次校准
- 校准前,ADC处于关电状态(ADON=‘0’)超过两个ADC时钟周期
注入通道管理
触发注入:
- 触发方式:通过外部触发或设置ADC_CR2寄存器的ADON位
- 转换流程:在规则通道转换期间,外部触发注入产生,则规则通道转换被复位,进入注入通道序列;注入通道转换完成后,回到刚刚被中断的规则通道继续转换
- 注意点:触发事件的间隔必须长于注入序列(防止注入通道没转换完,又产生一次触发注入)
- 优点:实时性高(类中断机制)
自动注入:
感觉有种把注入通道当成规则通道来用的感觉,因为没用到注入通道的核心功能中断
- 触发方式:设置JAUTO位
- 转换流程:规则通道转换完成后,注入通道被自动转换(规则通道和注入通道之间的转换会有1~2个ADC时钟间隔,具体看ADC时钟预分频系数,详见手册)
- 注意点:
- 此模式下禁止外部触发
- 不能同时使用自动注入和间断模式
- 优点:不需要外部触发,使用简单
双ADC模式
双adc模式可以使用两个adc采集有关联的数据(没关联直接用独立模式就行咯)
注意点: 转换配置为外部触发时,一般只设置主adc为外部事件触发,而从adc设置为软件触发
这样的好处是可以的让从adc在需要的时候触发(因为两个adc是有关联的,主adc触发可以联动从adc触发)
同步注入模式 && 同步规则模式
- 来自ADC1的外部触发会同时给ADC2提供同步触发
- 双通道转换结束,产生中断
- 必须等两个ADC的转化都结束了才能进行下一次触发,否则较短序列的ADC转换可能会被重启
快速交叉模式 && 慢速交叉模式
- ADC2先启动,ADC1在 7 or 14 个周期后启动
- 快速交叉模式需要设置CONT位,慢速交叉模式无需设置CONT位,因为它将连续转换所选择的规则通道
- 注意点:
- 应用程序必须确保使用交叉模式时,不能有注入通道的外部触发产生
- 交叉模式只适用于规则通道,且通常为单通道