STM32 HAL库F103系列之ADC实验(一)

news2024/9/20 2:51:23

 ADC工作原理:

1、输入通道:

 2、转换序列:

A/D转换被组织为两组:规则组(常规转换组)注入组(注入转换组)

规则组最多可以有16个转换,注入组最多有4个转换

 规则组和注入组执行优先级对比

 3、触发源:

触发转换的方法有两种:

        (1ADON位触发转换(仅限F1系列)

                当ADC_CR2寄存器的ADON位为1时,再单独ADON位写1,只能启动规则组转换

        2)外部事件触发转换

                外部事件触发转换分为:规则组外部触发注入组外部触发

 4、转换时间:

 

5、数据寄存器:

6、中断:

7、单次转换模式和连续转换模式:

8、扫描模式:

不同模式组合的作用

单通道ADC采集实验

实验需要用杜邦线把RV1和ADC给连接起来

实验要求:

1,功能描述

        通过ADC1通道1PA1)采集电位器的电压,并显示ADC转换的数字量及换算后的电压值

2,确定最小刻度

        VREF+ = 3.3V  0VVIN3.3V  最小刻度 = 3.3 / 4096   F4/F7/H7系列还需要考虑ADC分辨率

 3,确定转换时间

        采样时间239.5ADC时钟周期为例,可以得到转换时间为21us

4,模式组合

        单次转换模式、不使用扫描模式

配置步骤:

1,配置ADC工作参数、ADC校准

        HAL_ADC_Init()HAL_ADCEx_Calibration_Start()

2ADC MSP初始化

        HAL_ADC_MspInit()     配置NVICCLOCKGPIO

3,配置ADC相应通道相关参数

        HAL_ADC_ConfigChannel()

4,启动A/D转换

        HAL_ADC_Start()

5,等待规则通道转换完成

       HAL_ADC_PollForConversion()

 6,获取规则通道A/D转换结果

        HAL_ADC_GetValue()

相关HAL库函数介绍:

 关键结构体介绍:

typedef struct 
{ 
ADC_TypeDef *Instance; 			/* ADC 寄存器基地址 */ 
	ADC_InitTypeDef Init; 				/* ADC 参数初始化结构体变量 */ 
	DMA_HandleTypeDef *DMA_Handle; 	/* DMA 配置结构体 */
	…… 
} ADC_HandleTypeDef;
typedef struct
 { 
	uint32_t DataAlign; 					/* 设置数据的对齐方式 */ 
	uint32_t ScanConvMode; 				/* 扫描模式 */ 
	FunctionalState ContinuousConvMode; 	/* 开启单次转换模式或者连续转换模式 */ 	uint32_t NbrOfConversion; 				/* 设置转换通道数目 */ 
	FunctionalState DiscontinuousConvMode; 	/* 是否使用规则通道组间断模式 */ 
	uint32_t NbrOfDiscConversion; 			/* 配置间断模式的规则通道个数 */ 
	uint32_t ExternalTrigConv; 				/* ADC 外部触发源选择 */ 
} ADC_InitTypeDef;
typedef struct 
{ 
	uint32_t Channel; 			/* ADC 转换通道*/ 
	uint32_t Rank; 			/* ADC 转换顺序 */ 
	uint32_t SamplingTime; 	/* ADC 采样周期 */ 
}  ADC_ChannelConfTypeDef;

 原理图:

 源码

adc.c

#include "./BSP/ADC/adc.h"

ADC_HandleTypeDef g_adc_handle;

/* ADC单通道*/
void adc_init(void)
{
    ADC_ChannelConfTypeDef adc_ch_conf = {0};
    
    g_adc_handle.Instance = ADC1;
    g_adc_handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    g_adc_handle.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    g_adc_handle.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    g_adc_handle.Init.NbrOfConversion = 1;
    g_adc_handle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    g_adc_handle.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
    g_adc_handle.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;//软件触发
    HAL_ADC_Init(&g_adc_handle);
    
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&g_adc_handle);
    
    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_1;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_handle, &adc_ch_conf);
}
/* ADC MSP初始换函数*/
void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC1)
    {
        RCC_PeriphCLKInitTypeDef adc_clk_init = {0};
        GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
        
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
        
        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_1;
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;            /* 模拟功能 */
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);       /* 初始化LED0引脚 */
        
        adc_clk_init.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
        adc_clk_init.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
        HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&adc_clk_init);
    }
}
/* 获得ADC转换后的结果函数*/
uint32_t adc_get_result(void)
{
    HAL_ADC_Start(&g_adc_handle);
    HAL_ADC_PollForConversion(&g_adc_handle, 10);
    return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&g_adc_handle);
}

adc.h

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"


void adc_init(void);
uint32_t adc_get_result(void);
    
#endif


main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/ADC/adc.h"



int main(void)
{
    uint16_t adcx;
    float temp;

    HAL_Init();                                         /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);                 /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                                     /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                                 /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                                         /* 初始化LED */
    lcd_init();                                         /* 初始化LCD */
    adc_init();
    
    lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "ADC TEST", RED);
    lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "ADC1_CH1_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "ADC1_CH1_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */
    
    while (1)
    {
        adcx = adc_get_result();
        lcd_show_xnum(134, 110, adcx, 5, 16, 0, BLUE);  /* 显示ADCC采样后的原始值 */
 
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);              /* 获取计算后的带小数的实际电压值,比如3.1111 */
        adcx = temp;                                    /* 赋值整数部分给adcx变量,因为adcx为u16整形 */
        lcd_show_xnum(134, 130, adcx, 1, 16, 0, BLUE);  /* 显示电压值的整数部分,3.1111的话,这里就是显示3 */

        temp -= adcx;                                   /* 把已经显示的整数部分去掉,留下小数部分,比如3.1111-3=0.1111 */
        temp *= 1000;                                   /* 小数部分乘以1000,例如:0.1111就转换为111.1,相当于保留三位小数。 */
        lcd_show_xnum(150, 130, temp, 3, 16, 0X80, BLUE);/* 显示小数部分(前面转换为了整形显示),这里显示的就是111. */

        LED0_TOGGLE();
        delay_ms(100);
    }

}

单通道ADC采集(DMA读取)实验

 实验简要:

1,功能描述   (通过DMA读取数据)

        通过ADC1通道1PA1)采集电位器的电压,并显示ADC转换的数字量及换算后的电压值

2,确定最小刻度

        VREF+ = 3.3V  0VVIN3.3V  最小刻度 = 3.3 / 4096  (F4/F7/H7系列还需要考虑ADC分辨率)

3,确定转换时间

       采样时间239.5ADC时钟周期为例,可以得到转换时间为21us

 4,模式组合

       连续转换模式、不使用扫描模式 

配置步骤:

1,初始化DMA

        HAL_DMA_Init()

2,将DMAADC句柄联系起来

        __HAL_LINKDMA()

3,配置ADC工作参数、ADC校准

        HAL_ADC_Init()HAL_ADCEx_Calibration_Start()

4ADC MSP初始化

        HAL_ADC_MspInit()     配置NVICCLOCKGPIO

5,配置ADC相应通道相关参数

        HAL_ADC_ConfigChannel()

6,使能DMA数据流传输完成中断

        HAL_NVIC_SetPriority()HAL_NVIC_EnableIRQ()

7,编写DMA数据流中断服务函数

        DMAx_Channely_IRQHandler()

8,启动DMA,开启传输完成中断

        HAL_DMA_Start_IT()

9,触发ADC转换,DMA传输数据

        HAL_ADC_Start_DMA

相关库函数介绍:

 相关结构体介绍:

typedef struct 
{ 
	uint32_t Direction; 				/* 传输方向 */ 
	uint32_t PeriphInc; 				/* 外设(非)增量模式 */ 
	uint32_t MemInc; 				/* 存储器(非)增量模式 */ 
	uint32_t PeriphDataAlignment; 	/* 外设数据宽度 */ 
	uint32_t MemDataAlignment; 		/* 存储器数据宽度 */ 
	uint32_t Mode; 					/* 操作模式 */ 
	uint32_t Priority; 				/* DMA通道优先级 */ 
}DMA_InitTypeDef; 

 源码

adc.c

#include "./BSP/ADC/adc.h"


DMA_HandleTypeDef g_dma_adc_handle;
ADC_HandleTypeDef g_adc_dma_handle;
uint8_t g_adc_dma_sta;

/* ADC DMA读取 初始化函数 */
void adc_dma_init(uint32_t mar)
{
    ADC_ChannelConfTypeDef adc_ch_conf;
    
    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
    
    g_dma_adc_handle.Instance = DMA1_Channel1;
    g_dma_adc_handle.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    g_dma_adc_handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    g_dma_adc_handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    g_dma_adc_handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
    g_dma_adc_handle.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
    g_dma_adc_handle.Init.Mode = DMA_NORMAL;
    g_dma_adc_handle.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
    HAL_DMA_Init(&g_dma_adc_handle);
    
    __HAL_LINKDMA(&g_adc_dma_handle, DMA_Handle, g_dma_adc_handle);

    g_adc_dma_handle.Instance = ADC1;
    g_adc_dma_handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    g_adc_dma_handle.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    g_adc_dma_handle.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
    g_adc_dma_handle.Init.NbrOfConversion = 1;
    g_adc_dma_handle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    g_adc_dma_handle.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
    g_adc_dma_handle.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    HAL_ADC_Init(&g_adc_dma_handle);
    
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&g_adc_dma_handle);
    
    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_1;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_dma_handle, &adc_ch_conf);
    
    HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 3, 3);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);

    HAL_DMA_Start_IT(&g_dma_adc_handle, (uint32_t)&ADC1->DR, mar, 0);
    HAL_ADC_Start_DMA(&g_adc_dma_handle, &mar ,0);
}

/* ADC MSP初始化函数 */
void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC1)
    {
        GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
        RCC_PeriphCLKInitTypeDef adc_clk_init = {0};
        
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_1;
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct); 
        
        adc_clk_init.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
        adc_clk_init.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
        HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&adc_clk_init);
    }
}

/* 使能一次ADC DMA传输函数 */
void adc_dma_enable(uint16_t cndtr)
{
//    ADC1->CR2 &= ~(1 << 0);
//    
//    DMA1_Channel1->CCR &= ~(1 << 0);
//    while (DMA1_Channel1->CCR & (1 << 0));
//    DMA1_Channel1->CNDTR = cndtr;
//    DMA1_Channel1->CCR |= 1 << 0;

//    ADC1->CR2 |= 1 << 0;
//    ADC1->CR2 |= 1 << 22;
    
    __HAL_ADC_DISABLE(&g_adc_dma_handle);
    
    __HAL_DMA_DISABLE(&g_dma_adc_handle);
    while (__HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_adc_handle, __HAL_DMA_GET_TC_FLAG_INDEX(&g_dma_adc_handle)));
    DMA1_Channel1->CNDTR = cndtr;
    __HAL_DMA_ENABLE(&g_dma_adc_handle);
    
    __HAL_ADC_ENABLE(&g_adc_dma_handle);
    HAL_ADC_Start(&g_adc_dma_handle);
}

/* ADC DMA采集中断服务函数 */
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
    if (DMA1->ISR & (1<<1))
    {
        g_adc_dma_sta = 1;
        DMA1->IFCR |= 1 << 1;
    }
}

adc.h

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"


void adc_dma_init(uint32_t mar);
void adc_dma_enable(uint16_t cndtr);

#endif

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/ADC/adc.h"


#define ADC_DMA_BUF_SIZE        100         /* ADC DMA采集 BUF大小 */
uint16_t g_adc_dma_buf[ADC_DMA_BUF_SIZE];   /* ADC DMA BUF */

extern uint8_t g_adc_dma_sta;               /* DMA传输状态标志, 0,未完成; 1, 已完成 */

int main(void)
{
    uint16_t i;
    uint16_t adcx;
    uint32_t sum;
    float temp;

    HAL_Init();                             /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                         /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                     /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                             /* 初始化LED */
    lcd_init();                             /* 初始化LCD */

    adc_dma_init((uint32_t)&g_adc_dma_buf); /* 初始化ADC DMA采集 */

    lcd_show_string(30,  50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    lcd_show_string(30,  70, 200, 16, 16, "ADC DMA TEST", RED);
    lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "ADC1_CH1_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "ADC1_CH1_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */

    adc_dma_enable(ADC_DMA_BUF_SIZE);   /* 启动ADC DMA采集 */

    while (1)
    {
        if (g_adc_dma_sta == 1)
        {
            /* 计算DMA 采集到的ADC数据的平均值 */
            sum = 0;

            for (i = 0; i < ADC_DMA_BUF_SIZE; i++)   /* 累加 */
            {
                sum += g_adc_dma_buf[i];
            }

            adcx = sum / ADC_DMA_BUF_SIZE;           /* 取平均值 */

            /* 显示结果 */
            lcd_show_xnum(134, 110, adcx, 4, 16, 0, BLUE);      /* 显示ADCC采样后的原始值 */

            temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);                  /* 获取计算后的带小数的实际电压值,比如3.1111 */
            adcx = temp;                                        /* 赋值整数部分给adcx变量,因为adcx为u16整形 */
            lcd_show_xnum(134, 130, adcx, 1, 16, 0, BLUE);      /* 显示电压值的整数部分,3.1111的话,这里就是显示3 */

            temp -= adcx;                                       /* 把已经显示的整数部分去掉,留下小数部分,比如3.1111-3=0.1111 */
            temp *= 1000;                                       /* 小数部分乘以1000,例如:0.1111就转换为111.1,相当于保留三位小数。 */
            lcd_show_xnum(150, 130, temp, 3, 16, 0X80, BLUE);   /* 显示小数部分(前面转换为了整形显示),这里显示的就是111. */

            g_adc_dma_sta = 0;                                  /* 清除DMA采集完成状态标志 */
            adc_dma_enable(ADC_DMA_BUF_SIZE);                   /* 启动下一次ADC DMA采集 */
        }

        LED0_TOGGLE();
        delay_ms(100);
    }
}

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遗传算法&#xff08;Genetic Algorithm, GA&#xff09;和反向传播&#xff08;Back Propagation, BP&#xff09;神经网络是两种强大的算法&#xff0c;分别用于优化和机器学习。将遗传算法与BP神经网络结合&#xff0c;可以利用遗传算法的全局搜索能力来优化BP神经网络的初始…

stm32中断发送接收数据

配置hal库 1配置时钟 2配置uart 3打开中断 程序结构 uart中断函数 中断接收和发送函数 HAL_UART_Receive_IT()&#xff1a;启动中断驱动的接收过程&#xff0c;当接收到指定数量的字节后会产生中断&#xff0c;并调用HAL_UART_RxCpltCallback()回调函数。 HAL_StatusTypeD…

【MIT6.S081】Lab4: traps(详细解答版)

实验内容网址&#xff1a;https://xv6.dgs.zone/labs/requirements/lab4.html 本实验的代码分支&#xff1a;https://gitee.com/dragonlalala/xv6-labs-2020/tree/traps2/ Backtrace 关键点:trapframe、栈 思路&#xff1a; 这道题的关键是栈结构&#xff0c;先阅读xv6中关于栈…

SpringCloud技术—Docker详解、案例展示

简介&#xff1a;Docker 将应用程序与该程序的依赖&#xff0c;打包在一个文件里面。运行这个文件&#xff0c;就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行&#xff0c;就好像在真实的物理机上运行一样。有了Docker&#xff0c;就不用担心环境问题。 总体来说&#xff0c;…

代码随想录刷题|一刷总结

文章目录 一刷总结一、 成果汇报1、leetcode提交记录2、博客更新记录 二、 经验总结2.1.刷过的所有题型2.1.1、数组2.1.2、链表2.1.3、哈希表2.1.4、字符串2.1.5、栈与队列2.1.6、二叉树2.1.7、回溯2.1.8、贪心2.1.9、动态规划2.1.10、单调栈 2.2、做得好的2.3、做得不好的2.4、…

行业模板|DataEase批发零售大屏模板推荐

DataEase开源数据可视化分析平台于2022年6月发布模板市场&#xff08;https://templates-de.fit2cloud.com&#xff09;&#xff0c;并于2024年1月新增适用于DataEase v2版本的模板分类。模板市场旨在为DataEase用户提供专业、美观、拿来即用的大屏模板&#xff0c;方便用户根据…

AtCoder Beginner Contest 350 ----- F - Transpose ---- 题解

F - Transpose: 题目描述&#xff1a; 思路解析&#xff1a; 如果有一对括号&#xff0c;那么删掉括号对&#xff0c;并且将括号对里的字符串翻转&#xff0c;在翻转过程中&#xff0c;使字符串的字母改变大小写。那我们可以通过预处理找到每个括号对。 例如 A(x(AXB)x)B …

计算机网络——数据链路层(介质访问控制)

计算机网络——数据链路层&#xff08;介质访问控制&#xff09; 介质访问控制静态划分信道动态划分信道ALOHA协议纯ALOHA&#xff08;Pure ALOHA&#xff09;原理特点 分槽ALOHA&#xff08;Slotted ALOHA&#xff09;原理特点 CSMA协议工作流程特点 CSMA-CD 协议工作原理主要…

快速开发部署平台Replit

Replit 是可以快速搭建开发、部署环境的平台。能够快速将原型进行部署&#xff0c;代码编辑器支持协同开发&#xff0c;他的在线编辑器做的不错&#xff0c;相当于云上提供了一个 vscode&#xff0c;代码实时更新。Replit 底层是基于容器技术的&#xff0c;可以安全的隔离多个用…

最新Java面试题3【2024中级】

互联网大厂面试题 1&#xff1a;阿里巴巴Java面试题 2&#xff1a;阿里云Java面试题-实习生岗 3&#xff1a;腾讯Java面试题-高级 4&#xff1a;字节跳动Java面试题 5&#xff1a;字节跳动Java面试题-大数据方向 6&#xff1a;百度Java面试题 7&#xff1a;蚂蚁金服Java…

【数据结构2-线性表】

数据结构2-线性表 1 线性表-数组2 线性表-单链式结构2.1 前插顺序单链表2.2 后插顺序单链表2.3 循环单链表2.4 双向链表 总结 线性表、栈、队列、串和数组都属于线性结构。 线性结构的基本特点是除第一个元素无直接前驱&#xff0c;最后一个元素无直接后继之外&#xff0c;其他…

Linux应用开发(8):Linux进程间通信(IPC):管道

Linux应用开发&#xff08;7&#xff09;&#xff1a;Linux进程间通信&#xff08;IPC&#xff09;&#xff1a;POSIX消息队列https://blog.csdn.net/tecsai/article/details/137879465 1. 简述 我们在前面已经介绍了进程间通信&#xff08;IPC&#xff09;常用的“消息队列”…

[大模型]TransNormerLLM-7B FastApi 部署调用

TransNormerLLM-7B FastApi 部署调用 1. TransNormer 介绍 TransNormerLLM 是一个基于线性注意力的 LLM&#xff0c;在准确性和效率方面均优于传统的基于 softmax 注意力的模型。它是在包含多达1.4 万亿个令牌的高质量语料库上进行训练的&#xff0c;TransNormerLLM 从之前的…