stm32 嵌入式开发 中ADC独立多通道DMA传输数据实验总结
主要知识点：
DMA 数据传输
串口传输
通道引脚初始化
（一）、DMA 数据传输
1、外设到存储器传输
2、存储器到外设传输
3、存储器到存储器传输
外设一般为：ADC、SPI、I2C等。 存储器一般为：片内SRAM、外部存储器、片内FLASH等
DMA功能框图：8个流通道（DMA_SxCR ），每个流通到对应8个外设请求（CHSEL[2:0] ）
DMA 请求映射：分两种 DMA1请求映射、DMA2请求映射
特点：每一个外设请求只占用一个数据流通道，相同的外设请求可以占用不同的通道请求。
当该数据流通道同一个时间只能有一个通道使用，但是可以使用其他的数据流。
DMA 数据配置：
有关 FIFO配置方向的心得：
FIFO 总的的大小为：4个字=8个半字=16个字节 // 即：1个字 = 4个字节=4*8bit=24位
MUBST 的大小与 MSIZE的大小相同，节拍即 MBURST 的单位
FIFO级别四分之一 = 1个字 // 二分之一 = 2 个字 // 3/4 = 3 个字 // 满 = 4 个字
所以 MSIZE = 字节时，需要4 个节拍 = 一个字 = 一次突发
FIFO级别四分之一 两个字 = 两次突发
DMA 中断：每个 DMA 数据流可以产生中断
编程要点：
1) 初始化配置 ADC 目标引脚为模拟输入模式；
2) 使能 ADC 时钟和 DMA 时钟；
3) 配置 DMA 从 ADC 规矩数据寄存器传输数据到我们指定的存储区；
4) 配置通用 ADC 为独立模式，采样 4 分频；
5) 设置 ADC 为 12 位分辨率，启动扫描，连续转换，不需要外部触发；
6) 设置 ADC 转换通道顺序及采样时间；
7) 使能 DMA 请求， DMA 在 AD 转换完自动传输数据到指定的存储区；
8) 启动 ADC 转换；
9) 使能软件触发 ADC 转换
ADC 宏定义
#ifndef BSP_ADC_H #define BSP_ADC_H #include "stm32f4xx.h" // 转换的通道个数 #define RHEOSTAT_NOFCHANEL 4 #define RHEOSTAT_ADC_DR_ADDR ((u32)ADC3 + 0X4C)//模数转换器3 中的数据寄存器地址
// 同时定义通道 4/5/6/7 对应的 IO口为 PF6 PF7 PF8 PF9 --->>>> 未接入FLASH外设，但是未初始化，导致显示数据一直为0 #define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT GPIOF #define RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOF #define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1 GPIO_Pin_6 #define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1 ADC_Channel_4 #define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN2 GPIO_Pin_7 #define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL2 ADC_Channel_5 #define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN3 GPIO_Pin_8 #define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL3 ADC_Channel_6 #define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN4 GPIO_Pin_9 #define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL4 ADC_Channel_7 // ADC 初始化 定义 #define RHEOSTAT_ADC ADC3 #define RHEOSTAT_ADC_CLK RCC_APB2Periph_ADC3 // DMA2 数据流0 通道2 ADC3 #define RHEOSTAT_ADC_DMA_CLK RCC_AHB1Periph_DMA2 #define RHEOSTAT_ADC_DMA_CHANNEL DMA_Channel_2 #define RHEOSTAT_ADC_DMA_STREAM DMA2_Stream0 ////滑动变阻器引脚定义 //// PC3 通过调帽接电位器 //// ADC IO宏定义 //#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT1 GPIOC //#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1 GPIO_Pin_3 //#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK1 RCC_AHB1Periph_GPIOC //#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1 ADC_Channel_13 void Rheostat_Init(void); #endif
ADC 工作模式配置
#include "./adc/bsp_adc.h" /* 编程要点： 初始化配置 ADC 目标引脚为模拟输入模式 * 使能 ADC 时钟 和 DMA 时钟 * 配置 DMA 从ADC规则数据寄存器传输数据到指定的存储区 配置通用 ADC 为独立模式，采样 4 分频 配置目标 ADC 为 12 位分辨率，启动扫描，连续转换，不需要外部触发 设置 ADC 转换通道顺序及采样时间 使能 DMA 请求，DMA 在AD 转换完自动传输到指定的存储区 启动 ADC 转换 使能软件触发 ADC 转换 使用 DMA 更加高效 */ // 存储数据变量的地址定义 __IO uint16_t ADC_ConveredValue[RHEOSTAT_NOFCHANEL]= {0}; // 变阻器 ADC_GPIO 初始化 static void Rheostat_ADC_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能 GPIO 时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK, ENABLE); //配置 IO 引脚连接于 FLASH 、、要作相应的改变 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1 | RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN2 | RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN3 | RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN4; // 模拟输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; // 不上拉不下拉 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT,&GPIO_InitStructure);//统一初始化 } // 配置 ADC 工作模式 static void Rheostat_ADC_Mode_Config(void) { ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure; DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // 使能 ADC 时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RHEOSTAT_ADC_CLK,ENABLE); // 开启 DMA 时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RHEOSTAT_ADC_DMA_CLK,ENABLE); // ----------DMA Init 结构体参数 初始化---------------- // 选择 DMA 通道，通道存在于数据流中 DMA_InitStructure.DMA_Channel = RHEOSTAT_ADC_DMA_CHANNEL; // 外设基址为：ADC 数据寄存器地址 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = RHEOSTAT_ADC_DR_ADDR; // 存储器地址 DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)ADC_ConveredValue; // 数据传输方向:外设到存储器 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory; // 缓冲区大小，指一次传输时的数字项 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = RHEOSTAT_NOFCHANEL; // 外设寄存器只有一个，地址不用递增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 存储器地址递增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 外设数据大小为半字，即两个字节 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord ; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; // 循环传输方式 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular ; // DMA 传输通道优先级为高，当使用一个 DMA 通道时，优先级设置不影响 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 禁止 DMA FIFO, 使用直连模式 DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; // FIFO 阈值大小，FIFO 模式禁止，这个不用配置 DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull; // 存储器单次突发单次传输模式 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; // 外设突发单次传输 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single; //初始化 DMA 数据流，流相当于一个大的管道，管道里面有很多通道 DMA_Init(RHEOSTAT_ADC_DMA_STREAM, &DMA_InitStructure); // 使能 DMA 数据流 DMA_Cmd(RHEOSTAT_ADC_DMA_STREAM, ENABLE); // ----------ADC Common 结构体 参数 初始化-------------- // 独立 ADC 模式 ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; // 时钟为 fpclk x 分频 ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4; // 禁止 DMA 直接访问模式 ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled; // 采样时间间隔 ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_10Cycles; ADC_CommonInit ( &ADC_CommonInitStructure ); // -----------ADC Init 结构体 参数 初始化----------------- // ADC 分辨率 ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b ; // 禁止扫描模式，多通道采集才需要 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ; // 连续转换 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE ; // 禁止外部边沿触发 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None; // 数据右对齐 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right ; // 外部触发选择 // ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = // 转换通道1个 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = RHEOSTAT_NOFCHANEL; ADC_Init ( RHEOSTAT_ADC, &ADC_InitStructure) ;
//配置 ADC 通道转换顺序为 1，第一个转换，采样时间为 56 个时钟周期 ADC_RegularChannelConfig ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1, 1, ADC_SampleTime_56Cycles) ; ADC_RegularChannelConfig ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL2, 2, ADC_SampleTime_56Cycles) ; ADC_RegularChannelConfig ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL3, 3, ADC_SampleTime_56Cycles) ; ADC_RegularChannelConfig ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL4, 4, ADC_SampleTime_56Cycles) ; // 使能 DMA 请求 after last transfer (Single-ADC mode) ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(RHEOSTAT_ADC, ENABLE);
// 使能 ADC DMA
ADC_DMACmd(RHEOSTAT_ADC, ENABLE);
// 使能 ADC ADC_Cmd (RHEOSTAT_ADC,ENABLE); // 开始 ADC 转换,软件触发 ADC_SoftwareStartConv ( RHEOSTAT_ADC) ; } // 中断配置ADC //static void Rheostat_ADC_NVIC_Config(void) //{ // NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // NVIC_PriorityGroupConfig ( NVIC_PriorityGroup_1); // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = Rheostat_ADC_IRQ; // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // // NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //} void Rheostat_Init(void) { // Rheostat_ADC_NVIC_Config(); Rheostat_ADC_GPIO_Config(); Rheostat_ADC_Mode_Config(); }
主程序
#include "stm32f4xx.h" #include "./usart/bsp_debug_usart.h" #include "./adc/bsp_adc.h" extern __IO uint16_t ADC_ConveredValue[RHEOSTAT_NOFCHANEL]; void Delay(uint32_t x); int main(void) { double ADC_ConvertedValueLocal[RHEOSTAT_NOFCHANEL]; /*初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1，中断接收*/ Debug_USART_Config(); Rheostat_Init(); /* 发送一个字符串 */ Usart_SendString( DEBUG_USART,"这是一个 ADC 滑动变阻器实验\n"); printf("这是一个串口中断接收回显实验\n"); while(1) { Delay(0xffffff); ADC_ConvertedValueLocal[0]=(float)(ADC_ConveredValue[0]*3.3/4096); ADC_ConvertedValueLocal[1]=(float)(ADC_ConveredValue[1]*3.3/4096); ADC_ConvertedValueLocal[2]=(float)(ADC_ConveredValue[2]*3.3/4096); ADC_ConvertedValueLocal[3]=(float)(ADC_ConveredValue[3]*3.3/4096); printf("\r\n CH1_PF6 value = %fV\r\n",ADC_ConvertedValueLocal[0]); printf("\r\n CH2_PF7 value = %fV\r\n",ADC_ConvertedValueLocal[1]); printf("\r\n CH3_PF8 value = %fV\r\n",ADC_ConvertedValueLocal[2]); printf("\r\n CH4_PF9 value = %fV\r\n",ADC_ConvertedValueLocal[3]); printf("\r\n"); } } void Delay(uint32_t x) { uint32_t i; for(i= x;i>0;i--) { } }
实验现象
总结：
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT GPIOF
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOF
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1 GPIO_Pin_6
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1 ADC_Channel_4
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN2 GPIO_Pin_7
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL2 ADC_Channel_5
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN3 GPIO_Pin_8
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL3 ADC_Channel_6
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN4 GPIO_Pin_9
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL4 ADC_Channel_7
明明没有初始化FLASH 怎么还会有模拟电压输出
工程总结： ADC1使用DMA2，数据流0，通道0，这个是手册固定死的
使用独立模式只能选用一个 ADC 转换器，不能同时选择多个
最好选择其他外设，PF6/7/8/9刚好是FLASH的控制引脚，flash未初始化，读出的电压值不知道是什么东西，开发板没有将这四个引脚单独引出
细节处理：
// -----------ADC Init 结构体 参数 初始化-----------------
配置完 ADC_Init 之后要使能/ADC DMA ---------->>>>>>ADC_DMACmd(RHEOSTAT_ADC, ENABLE);
采样时间与采样间隔的区别：采样时间Tconv = 采样时间 + 12 个周期 最少3个周期
