STM32H750外设ADC之模拟窗口看门狗

news2024/11/16 7:37:13

概述

1 相关寄存器

2 功能描述

3 AWDx 标志和中断

4 模拟看门狗 1

4.1 模拟看门狗 1 说明

4.2 模拟看门狗通道选择

4.3 阀值选择

5 模拟看门狗 2和3

6 ADCx_AWDy_OUT 信号输出生成

6.1 功能介绍

6.2 输出信号案例

7 模拟看门狗 1、 2、 3 比较

概述

本文主要介绍STM32H750外设ADC之模拟窗口看门狗的功能，包括与之相关的寄存器配置、模拟窗口看门狗的实现，各类型看门狗的功能等内容。

1 相关寄存器

和模拟窗口看门狗相关有如下这些：（ AWD1EN、 JAWD1EN、 AWD1SGL、 AWD1CH、
AWD2CH、 AWD3CH、 AWD_HTRy、 AWD_LTRy、 AWDy）。

2 功能描述

三个 AWD 模拟看门狗会监测一些通道是否保持在配置的电压范围（窗口）内。

3 AWDx 标志和中断

可通过将 ADCx_IER 寄存器（ x=1、 2、 3）中的 AWDyIE 置 1 的方式分别为 3 个模拟看门狗使能中断。AWDy（ y=1、 2、 3）标志可通过由软件向其写入 1 的方式来清零。在对齐之前，会将 ADC 转换结果与阈值上限和下限进行比较。

ADC x 中断使能寄存器 (ADCx_IER)（ x=1 到 3）
ADC x interrupt enable register
偏移地址： 0x04
复位值： 0x0000 0000

位 9 AWD3IE：模拟看门狗 3 中断使能 (Analog watchdog 3 interrupt enable)
此位由软件置 1 和清零，用于使能/禁止模拟看门狗 2 中断。
0：禁止模拟看门狗 3 中断
1：使能模拟看门狗 3 中断
注：仅当 ADSTART=0 且 JADSTART=0 时（这可确保当前未进行任何转换），才允许通过软件对此位执行写操作。

位 8 AWD2IE：模拟看门狗 2 中断使能 (Analog watchdog 2 interrupt enable)
此位由软件置 1 和清零，用于使能/禁止模拟看门狗 2 中断。
0：禁止模拟看门狗 2 中断
1：使能模拟看门狗 2 中断

注：仅当 ADSTART=0 且 JADSTART=0 时（这可确保当前未进行任何转换），才允许通过软件对此位执行写操作。

位 7 AWD1IE：模拟看门狗 1 中断使能 (Analog watchdog 1 interrupt enable)
此位由软件置 1 和清零，用于使能/禁止模拟看门狗 1 中断。
0：禁止模拟看门狗 1 中断
1：使能模拟看门狗 1 中断

注：仅当 ADSTART=0 且 JADSTART=0 时（这可确保当前未进行任何转换），才允许通过软件对此位执行写操作。

4 模拟看门狗 1

4.1 模拟看门狗 1 说明

将 ADCx_CFGR 寄存器中的 AWD1EN 位置 1，可使能 AWD 模拟看门狗 1。该看门狗监测一条已选通道或所有已使能通道(1) 是否仍在配置的电压范围（窗口）内。

位 23 AWD1EN：常规通道上的模拟看门狗 1 使能 (Analog watchdog 1 enable on regular channels)
此位由软件置 1 和清零
0：在常规通道上禁止模拟看门狗 1
1：在常规通道上使能模拟看门狗 1

4.2 模拟看门狗通道选择

应如何配置 ADCx_CFGRy 寄存器才能在一条或多个通道上使能模拟看门狗

位 24 JAWD1EN：注入通道上的模拟看门狗 1 使能 (Analog watchdog 1 enable on injected channels)
此位由软件置 1 和清零
0：在注入通道上禁止模拟看门狗 1
1：在注入通道上使能模拟看门狗 1

位 22 AWD1SGL：在单一通道或所有通道上使能看门狗 1 (Enable the watchdog 1 on a single channel or onall channels)
此位由软件置 1 和清零，用于在通过 AWD1CH[4:0] 位确定的通道或所有通道上使能模拟看门狗。
0：在所有通道上使能模拟看门狗 1
1：在单一通道上使能模拟看门狗 1

4.3 阀值选择

如果 ADC 转换的模拟电压低于阈值下限或高于阈值上限，则 AWD1 模拟看门狗状态位会
置 1。这些阈值编程到模拟看门狗 1 的 ADCx_HTR1 寄存器的 HTR1[25:0] 位和 ADCx_LTR1 寄存器的 LTR1[25:0] 位。

ADC x 看门狗阈值寄存器 1 (ADCx_LTR1)（ x=1 到 3）
ADC x watchdog threshold register 1
偏移地址： 0x20
复位值： 0x0000 0000

位 25:0 LTR1[25:0]：模拟看门狗 1 阈值下限 (Analog watchdog 1 lower threshold)
这些位由软件写入，用于定义模拟看门狗 1 的阈值下限。

ADC x 看门狗阈值寄存器 1 (ADCx_HTR1)（ x=1 到 3）
ADC x watchdog threshold register 1
偏移地址： 0x24
复位值： 0x03FF FFFF

位 25:0 HTR1[25:0]：模拟看门狗 1 阈值上限 (Analog watchdog 1 higher threshold)
这些位由软件写入，用于定义模拟看门狗的阈值上限。

阈值最高可达到 26 位（ 16 位分辨率，过采样， OSR=1024）。如果转换的数据分辨率小于 16 位（取决于 RES[2:0] 位），编程阈值的 LSB 必须保持清零状态，并且会在内部对完整的 16 位转换数据进行比较（左对齐到半字边界）。

ADC x 配置寄存器 2 (ADCx_CFGR2)（ x=1 到 3）
ADC x configuration register 2
偏移地址： 0x10
复位值： 0x0000 0000

位 25:16 OSR[9:0]：过采样率 (Oversampling ratio)
此位域由软件置 1 和清零，用于定义过采样率。
0： 1x（不进行过采样）
1： 2x
2： 3x
...
1023： 1024x

5 模拟看门狗 2和3

第二个和第三个模拟看门狗更加灵活，可通过编程 AWDCHy[19:0]（ y=2、 3）中的相应位来保护多条已选通道。

以模拟看门狗 2为例，介绍寄存器配置：

ADC x 模拟看门狗 2 配置寄存器 (ADCx_AWD2CR)（ x=1 到 3）
ADC x Analog Watchdog 2 Configuration Register
偏移地址： 0xA0
复位值： 0x0000 0000

位 19:0 AWD2CH[19:0]：模拟看门狗 2 通道选择 (Analog watchdog 2 channel selection)
这些位将由软件置 1 和清零。它们用于使能和选择由模拟看门狗 2 监控的输入通道。
AWD2CH[i] = 0：不通过 AWD2 监控 ADC 模拟输入通道 i
AWD2CH[i] = 1：通过 AWD2 监控 ADC 模拟输入通道 i
当 AWD2CH[19:0] = 000..0 时，会禁止模拟看门狗 2

AWDCHy[19:0]（ y=2、 3）的任何位置 1 时，会使能相应的看门狗。阈值最高可达到 26 位（16 位分辨率，过采样， OSR=1024），通过 ADCx_HTR2、 ADCx_LTR2、ADCx_LTR3 和 ADCx_HTR3 寄存器进行编程。

如果转换的数据分辨率小于 16 位（取决于 RES[2:0] 位），编程阈值的 LSB 必须保持清零
状态，并且会在内部对完整的 16 位转换数据进行比较（左对齐到半字边界）。

6 ADCx_AWDy_OUT 信号输出生成

6.1 功能介绍

每个模拟看门狗都关联到一个内部硬件信号 ADCx_AWDy_OUT（ x = ADC 编号， y = 看门狗编号），该信号直接连接到一些片上定时器的 ETR 输入（外部触发）。请参见片上定时器部分以了解如何选择 ADCx_AWDy_OUT 信号作为 ETR。

当关联的模拟看门狗使能时， ADCx_AWDy_OUT 会激活：
1）当受保护的转换超出编程阈值时， ADCx_AWDy_OUT 会置 1。

2）在编程阈值范围内的下一受保护转换结束后， ADCx_AWDy_OUT 会复位（如果下一受保护转换仍超出编程阈值范围，该位仍保持置 1）。

3）禁止 ADC 时（将 ADDIS 置 1 时）， ADCx_AWDy_OUT 也保持复位状态。请注意，停止常规转换或注入转换（将 ADSTP 或 JADSTP 置 1）对 ADCy_AWDx_OUT 的生成没有任何影响。

ADC x 控制寄存器 (ADCx_CR)（ x=1 到 3）
ADC x control register
偏移地址： 0x08
复位值： 0x2000 0000

位 1 ADDIS： ADC 禁止命令 (ADC disable command)
该位由软件置 1，用于禁止 ADC（ ADDIS 命令）并使其进入掉电状态（ OFF 状态）。
ADC 已有效禁止后，会立即通过硬件将该位清零（此时也会通过硬件将 ADEN 清零）。
0：当前未执行 ADDIS 命令。
1：写入 1 可禁止 ADC。读取值为 1 表示正在执行 ADDIS 命令