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(STM32)ADC驱动配置

article 2024/11/24 21:49:26

1.ADC驱动（STM32）

ADC模块中，**常规模式（Regular Mode）和注入模式（Injected Mode）**是两种不同的ADC工作模式

常规模式：用于普通的ADC转换，是默认的ADC工作模式。

注入模式：用于对特定通道进行高优先级的ADC采样。

特性	常规模式（Regular Mode）	注入模式（Injected Mode）
优先级	低	高
采样通道	支持多通道，按顺序扫描	支持多通道，但专用优先处理
DMA的兼容性	支持，适合连续采样传输	通常不使用 DMA
场景	采集温度、湿度等非关键的环境传感器数据	采集电流、电压等高优先级的实时数据

1.1 常规模式

转换触发方式：软件启动或者外部硬件触发（比如使用函数开启读取数据这种）
数据转换完存储在ADC的数据寄存器（ADC_DR）中（这个知道就行，平常也用不到）
支持、适合使用DMA进行连续数据传输
可配置扫描模式，对多个通道依次采样
转换通道数可以通过 NbrOfConversion 配置

1.1.1 初始化代码

下面的代码按照：配置ADC参数、初始化ADC、启动校准、配置常规模式的参数、写入常规通道顺序写的

int32_t stm32_adc_init(void)
{
    // 定义ADC配置结构体（常规模式）
    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    // 初始化ADC3的实例
    hadc3.Instance = ADC3;

    // 配置ADC的初始化参数
    hadc3.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV4;          // 异步时钟分频因子设为4
    hadc3.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;               // 分辨率为12位
    hadc3.Init.DataAlign = ADC3_DATAALIGN_RIGHT;              // 数据右对齐
    hadc3.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE;                // 启用扫描模式
    hadc3.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;            // 每次单次转换结束触发EOC
    hadc3.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;                    // 禁用低功耗模式
    hadc3.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;                  // 禁用连续转换模式（单次模式）
    hadc3.Init.NbrOfConversion = 2;                           // 常规模式中转换2个通道
    hadc3.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;               // 禁用不连续模式
    hadc3.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;                // 启用DMA连续请求
    hadc3.Init.SamplingMode = ADC_SAMPLING_MODE_NORMAL;        // 使用普通采样模式
    hadc3.Init.ConversionDataManagement = ADC_CONVERSIONDATA_DR; // 数据直接存储到数据寄存器
    hadc3.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;              // 数据溢出时保持旧数据
    hadc3.Init.LeftBitShift = ADC_LEFTBITSHIFT_NONE;          // 禁用左移位操作
    hadc3.Init.OversamplingMode = DISABLE;                    // 禁用过采样

    // 初始化ADC，检查初始化是否成功
    if (HAL_ADC_Init(&hadc3) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();  // 如果失败，调用错误处理函数
    }

    // 启动ADC校准
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc3, ADC_CALIB_OFFSET, ADC_SINGLE_ENDED);

    // 配置第1个通道：通道0
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;                          // 通道0
    sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;                        // 常规序列中的第1个通道
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_810CYCLES_5;         // 采样时间为810.5周期
    sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;                    // 单端输入模式
    sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;                   // 不使用偏移校正
    sConfig.Offset = 0;                                       // 偏移量为0
    if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc3, &sConfig) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();  // 如果配置失败，调用错误处理函数
    }

    // 配置第2个通道：通道1
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;                          // 通道1
    sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2;                        // 常规序列中的第2个通道
    if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc3, &sConfig) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();  // 如果配置失败，调用错误处理函数
    }
    
    // 开启ADC转换，通常在主程序中启动
    HAL_ADC_Start(&hadc3);

    return 0;  // 返回0表示初始化成功
}

1.2 注入模式

转换触发方式：常规一样，但是独立于常规模式的触发，可以在任意时间插入采样
注入模式启动，会中断常规模式转换，优先完成注入模式的采样
通常不使用 DMA
转换结果存储在专用的注入数据寄存器（ADC_JDRx）中
每次触发可以采样一个或多个通道（InjectedNbrOfConversion 用于配置注入通道数）。

1.2.1 CUBEMX中的配置（参考）

可以通过配置CUBEMX中的配置进行参考，这里也使用的是注入模式的三个通道，IN0 1 和Temperature，这个当作参考，代码我删了一个通道。

其中IN1的single-ended表示的是：ADC 只采集输入信号相对于地的电压值（单端输入），比如VCC是3.3V，GND是0V，那么输入信号0V--->ADC读取0，输入信号3.3V--->ADC读取4095（分辨率12位）。看配置模块的要求，信号直接连接。

还有一个是differential模式（差分模式）：采取差分信号进行读取数据，抗干扰能力强。这个除非使用的是差分信号接口才选择这个

1.2.2 初始化代码

下面的代码按照：配置ADC参数、初始化ADC、启动校准、配置注入模式的参数、写入注入通道顺序写的

int32_t stm32_adc_init(void)
{
    // 定义并初始化一个注入模式配置结构体变量
    ADC_InjectionConfTypeDef sConfigInjected = {0};

    // 初始化ADC3的实例
    hadc3.Instance = ADC3;

    // 配置ADC的初始化参数
    hadc3.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV4;          // 异步时钟分频因子设为4
    hadc3.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;               // 分辨率为12位
    hadc3.Init.DataAlign = ADC3_DATAALIGN_RIGHT;              // 数据右对齐
    hadc3.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE;                // 启用扫描模式
    hadc3.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;            // 每次单次转换结束触发EOC
    hadc3.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;                    // 禁用低功耗模式
    hadc3.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;                  // 禁用连续转换模式
    hadc3.Init.NbrOfConversion = 1;                           // 常规模式中转换数量为1
    hadc3.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;               // 禁用不连续模式
    hadc3.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;               // 禁用DMA连续请求
    hadc3.Init.SamplingMode = ADC_SAMPLING_MODE_NORMAL;        // 使用普通采样模式
    hadc3.Init.ConversionDataManagement = ADC_CONVERSIONDATA_DR; // 数据直接存储到数据寄存器
    hadc3.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;              // 数据溢出时保持旧数据
    hadc3.Init.LeftBitShift = ADC_LEFTBITSHIFT_NONE;          // 禁用左移位操作
    hadc3.Init.OversamplingMode = DISABLE;                    // 禁用过采样

    // 初始化ADC，检查初始化是否成功
    if (HAL_ADC_Init(&hadc3) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();  // 如果失败，调用错误处理函数
    }

    // 启动ADC校准，使用偏移校准和单端模式
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc3, ADC_CALIB_OFFSET, ADC_SINGLE_ENDED);

    // 配置注入通道的第一个通道：通道0
    sConfigInjected.InjectedChannel = ADC_CHANNEL_0;                  // 注入通道为0
    sConfigInjected.InjectedRank = ADC_REGULAR_RANK_1;                // 注入序列中的第1个通道
    sConfigInjected.InjectedSamplingTime = ADC_SAMPLETIME_810CYCLES_5; // 采样时间为810.5周期
    sConfigInjected.InjectedSingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;            // 单端输入模式
    sConfigInjected.InjectedOffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;           // 不使用偏移校正
    sConfigInjected.InjectedOffset = 0;                               // 偏移量为0
    sConfigInjected.InjectedNbrOfConversion = 2;                      // 注入模式中有2个通道
    sConfigInjected.InjectedDiscontinuousConvMode = DISABLE;          // 禁用注入的不连续模式
    sConfigInjected.AutoInjectedConv = DISABLE;                       // 禁用自动注入
    sConfigInjected.QueueInjectedContext = DISABLE;                   // 禁用注入上下文队列
    sConfigInjected.ExternalTrigInjecConv = ADC_INJECTED_SOFTWARE_START; // 使用软件触发注入模式
    sConfigInjected.ExternalTrigInjecConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGINJECCONV_EDGE_NONE; // 无触发边沿
    sConfigInjected.InjecOversamplingMode = DISABLE;                  // 禁用注入模式的过采样

    // 配置第一个注入通道
    if (HAL_ADCEx_InjectedConfigChannel(&hadc3, &sConfigInjected) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();  // 如果配置失败，调用错误处理函数
    }

    // 配置第二个注入通道：通道1
    sConfigInjected.InjectedChannel = ADC_CHANNEL_1;          // 注入通道为1
    sConfigInjected.InjectedRank = ADC_INJECTED_RANK_2;       // 注入序列中的第2个通道
    if (HAL_ADCEx_InjectedConfigChannel(&hadc3, &sConfigInjected) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();  // 如果配置失败，调用错误处理函数
    }

    // 开始注入模式的转换
    HAL_ADCEx_InjectedStart(&hadc3);

    return 0;  // 返回0表示初始化成功
}

1.3 使用

配置完初始化之后，可以通过以下方式调用读取：这里用的是轮询模式，即阻塞模式读取；还可以用DMA（配置有一点区别，函数中调用不同的函数开启，适合连续采样）、和中断方式（实时处理采样数据，转换完成时触发中断，将采集的函数放在中断回调函数里面，通常用这个）。

#include "main.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                  // 初始化HAL库
    SystemClock_Config();        // 配置系统时钟
    stm32_adc_init();           // 初始化ADC注入模式

    uint32_t values[3]; // 用于存储3个注入通道的ADC值

    while (1)
    {
    /*注入模式：
        // 触发注入模式转换（软件触发）
        HAL_ADCEx_InjectedStart(&hadc3);
        // 等待转换完成（注入模式支持轮询方式）
        if (HAL_ADCEx_PollForInjectedConversion(&hadc3, HAL_MAX_DELAY) == HAL_OK)
        {
            // 从注入数据寄存器中读取结果
            values[0] = HAL_ADCEx_InjectedGetValue(&hadc3, ADC_INJECTED_RANK_1);
            values[1] = HAL_ADCEx_InjectedGetValue(&hadc3, ADC_INJECTED_RANK_2);
        }
     */
     /*常规模式：
        // 启动ADC
        HAL_ADC_Start(&hadc3);
        // 等待转换完成（轮询模式）
        for (uint32_t i = 0; i < 2; i++)
        {
            // 等待当前通道转换完成
            if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc3, HAL_MAX_DELAY) == HAL_OK)
            {
                // 读取当前通道的转换值
                adc_values[i] = HAL_ADC_GetValue(&hadc3);
            }
        }
        HAL_ADC_Stop(&hadc3); // 停止ADC转换
     */
    }
}

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http://www.kler.cn/a/407726.html