STM32-ADC多通道输入实验

news2024/10/6 12:25:33

之前已经介绍了几个ADC的笔记和实验了，链接如下：

关于ADC的笔记1_Mr_rustylake的博客-CSDN博客

STM32-ADC单通道采集实验_Mr_rustylake的博客-CSDN博客

STM32-单通道ADC采集（DMA读取）实验_Mr_rustylake的博客-CSDN博客

接下来介绍这次的实验要求：

通过ADC1通道0/1/2/3/4/5（PA0/1/2/3/4/5）采集测试电压，并现实ADC转换的数字量和换算后的电压值。

首先确定我们的最小刻度，Vref = 3.3V，所以0V <= Vin <= 3.3V，所以最小刻度是3.3V / 4096（2^12）。

接下来确定转换时间。采样时间239.5个ADC时钟周期为例，可以得到转换时间为21us。

时间转换公式参考如下公式：Tcvtmin=（12.5+X）周期=(12.5 + X)/(12MHz)=21us。

 下图是对应的通道表：

这里的模式考虑到需要多通道扫描，所以启动扫描模式，并启动连续模式。通道数记得改为6，注意设置通道数目和对应的转换顺序。

接下来编写函数的代码：

先编写函数文件adc.h：

#include "./BSP/ADC/adc.h"
 
ADC_HandleTypeDef g_adc_nch_handle;
DMA_HandleTypeDef g_dma_nch_handle;
uint8_t g_adc_dma_sta; //标志DMA的传输是否完成
 
void adc_nch_dam_init(uint32_t mar){
 
    ADC_ChannelConfTypeDef adc_ch_conf;
 
    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
 
    g_dma_nch_handle.Instance = DMA1_Channel1;
    g_dma_nch_handle.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;  //外设到内存
    g_dma_nch_handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;  //因为选取的是DMA1的数据寄存器，选择不增量
    g_dma_nch_handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;  //对于存储器需要存储多个数据，所以选择增量模式
    g_dma_nch_handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; //外设数据位宽，我们选择16位半字（全字可以理解为全角中文字符）
    g_dma_nch_handle.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;  //存储器数据位宽，我们也选择16位半字
    g_dma_nch_handle.Init.Mode = DMA_NORMAL;   //选择普通模式，因为在传输完成之后我们需要进行进一步操作现实我们获取到的值，所以选择normal
    g_dma_handle.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;   //只有1个DMA随便选
 
    HAL_DMA_Init(&g_dma_nch_handle);
    //联系DMA和ADC的句柄
    __HAL_LINKDMA(&g_adc_nch_handle, DMA_Handle, &g_dma_nch_handle);  //第二个参数为第一个ADC句柄的第三个成员，指向对应的DMA句柄
 
    g_adc_nch_handle.Instance = ADC1;
    g_adc_nch_handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; //右对齐
    g_adc_nch_handle.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE; //扫描
    g_adc_nch_handle.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; //连续模式
    g_adc_nch_handle.Init.NbrOfConversion = 6; //转换通道数为6，6通道
    g_adc_nch_handle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; //不用间断模式
    g_adc_nch_handle.Init.NbrOfDiscConversion = 0; //无间断模式则无间断通道
    g_adc_nch_handle.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; //外部软件触发

    HAL_ADC_Init(&g_adc_handle);
 
    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_0;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; //转换顺序
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SMAPLINGTIME_239CYCLES_5; //设置为最大值
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_nch_handle, &adc_ch_conf);

    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_1;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2; //转换顺序
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SMAPLINGTIME_239CYCLES_5; //设置为最大值
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_nch_handle, &adc_ch_conf);

    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_2;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_3; //转换顺序
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SMAPLINGTIME_239CYCLES_5; //设置为最大值
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_nch_handle, &adc_ch_conf);

    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_3;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_4; //转换顺序
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SMAPLINGTIME_239CYCLES_5; //设置为最大值
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_nch_handle, &adc_ch_conf);

    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_4;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_5; //转换顺序
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SMAPLINGTIME_239CYCLES_5; //设置为最大值
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_nch_handle, &adc_ch_conf);

    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_5;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_6; //转换顺序
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SMAPLINGTIME_239CYCLES_5; //设置为最大值
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_nch_handle, &adc_ch_conf);

    HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 2, 3);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
 
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&g_adc_nch_handle);

    HAL_DMA_Start_IT(&g_dma_nch_handle, (uint32_t)&ADC1->DR, mar, 0);
    HAL_ADC_Start_IT(&g_adc_nch_handle, &mar, 0);
}
 
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();  //使能ADC时钟
        __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();   //使能GPIO时钟
 
        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_0;
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG; //模拟模式
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_1;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_2;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_3;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_4;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_5;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);
 
        adc_clk_init.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC; //选择ADC外设时钟设置
        adc_clk_init.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6; //选择6分频,72/6=12MHz
 
        HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&adc_clk_init, &g_adc_nch_handle);
    }
}
 
uint32_t adc_get_result(void){
 
    HAL_ADC_Start(&g_adc_nch_handle);
    HAL_ADC_PollForConversion(&g_adc_nch_handle, 10); //第二个参数比1大就行
    return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&g_adc_nch_handle);
}
 
uint32_t adc_get_result_average(uint32_t ch, uint8_t times){
 
    uint32_t temp_val = 0;
    uint8_t t;
 
    for(t = 0; t < times; t++){
        temp_val += adc_get_result();
        delay_ms(5);
    }
 
    return temp_val / times;
}
 
void adc_dma_enable(uint16_t cndtr){
    /*
    ADC1->CR2 &= ~(1 << 0); //关闭ADC
    DMA1_Channel1->CCR &= ~(1 << 0);//关闭DMA
    while(DMA1_Channel1->CCR & (1 << 0));
    DMA1_Channel1->CNDTR = cndtr;
    DMA1_Channel1->CCR |= (1 << 0); //开启DMA
    ADC1->CR2 |= (1 << 0);  //开启ADC
 
    ADC1->CR2 |= (1 << 22);  //触发规则组转换
    */

    //hal库法
    __HAL_ADC_DISABLE(&g_adc_nch_handle);

    __HAL_DNA_DISABLE(&g_dma_nch_handle);
    while(__HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_nch_handle, __HAL_DMA_GET_FLAG_INDEX(&g_dma_nch_handle)));
    DMA1_Channel1->CNDTR = cndtr;
    __HAL_DMA_ENABEL(&g_dma_nch_handle);

    __HAL_ADC_ENABLE(&g_adc_nch_handle);
    HAL_ADC_Start(&g_adc_nch_handle);
}
 
void DMA1_Channel1_IRQHandle(void){
 
    if(DMA1->ISR & (1 << 1)){
        g_adc_dma_sta = 1;
        DMA1->IECR |= 1 << 1;
    }
}

接下来在编写函数文件的头文件adc.h：

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H
 
#include "SYSTEM/sys/sys.h"
#include "BSP/DMA/dma.h"
 
extern ADC_HandleTypeDef g_adc_handle;
 
void adc_nch_dam_init(uint32_t mar);
void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef *hadc);
uint32_t adc_get_result(void);
uint32_t adc_get_result_average(uint32_t ch, uint8_t times);
void adc_dma_enable(uint16_t cndtr);
void DMA1_Channel1_IRQHandle(void);
 
#endif

最后编写主函数代码main.c：

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


#define ADC_DMA_BUF_SIZE        50 * 6      /* ADC DMA采集 BUF大小, 应等于ADC通道数的整数倍，50表示转换50次 */
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,j;
    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_nch_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 6CH DMA TEST", RED);
    lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);

    lcd_show_string(30, 110, 200, 12, 12, "ADC1_CH0_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 122, 200, 12, 12, "ADC1_CH0_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */
    
    lcd_show_string(30, 140, 200, 12, 12, "ADC1_CH1_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 152, 200, 12, 12, "ADC1_CH1_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */

    lcd_show_string(30, 170, 200, 12, 12, "ADC1_CH2_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 182, 200, 12, 12, "ADC1_CH2_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */

    lcd_show_string(30, 200, 200, 12, 12, "ADC1_CH3_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 212, 200, 12, 12, "ADC1_CH3_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */

    lcd_show_string(30, 230, 200, 12, 12, "ADC1_CH4_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 242, 200, 12, 12, "ADC1_CH4_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */

    lcd_show_string(30, 260, 200, 12, 12, "ADC1_CH5_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 272, 200, 12, 12, "ADC1_CH5_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)
        {
            /* 循环显示通道0~通道5的结果 */
            for(j = 0; j < 6; j++)  /* 遍历6个通道 */
            {
                sum = 0; /* 清零 */
                for (i = 0; i < ADC_DMA_BUF_SIZE / 6; i++)  /* 每个通道采集了50次数据,进行50次累加 */
                {
                    sum += g_adc_dma_buf[(6 * i) + j];      /* 相同通道的转换数据累加 */
                }
                adcx = sum / (ADC_DMA_BUF_SIZE / 6);        /* 取平均值 */
                
                /* 显示结果 */
                lcd_show_xnum(108, 110 + (j * 30), adcx, 4, 12, 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(108, 122 + (j * 30), adcx, 1, 12, 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(120, 122 + (j * 30), temp, 3, 12, 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);
    }
}

到这里我们的实验代码就写完了。

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一、数据完整性与约束的分类 1.为什么需要约束constraint SQL以约束方式对表数据进行额外的条件限制。 为了保证数据的完整性&#xff0c;SQL对表数据进行条件限制 ①实体完整性&#xff1a;同一个表&#xff0c;不能存在两条相同无法区分的记录 ②域完整性&#xff1a;年…
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【数据结构】入门及时间空间复杂度的介绍

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&#x1f331;博客主页&#xff1a;大寄一场. &#x1f331;系列专栏&#xff1a;数据结构与算法 &#x1f618;博客制作不易欢迎各位&#x1f44d;点赞⭐收藏➕关注 目录 前言 1.什么是数据结构&#xff1f; 2.什么是算法&#xff1f; 3.数据结构和算法的重要性 4.常见的数…
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