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细说STM32F407单片机2个ADC使用DMA同步采集各自的1个输入通道的方法

article 2025/2/24 8:59:49

目录

一、示例说明

二、工程配置

1、RCC、DEBUG、CodeGenerator

2、USART6

3、TIM3 

（1）Mode

（2）参数设置

（3） TRGO

（4）ADC1_IN0

1）ADCs_Common_Settings

2） ADC_Settings

3）ADC_Regular_ConversionMode

（5）ADC2_IN1

1）ADCs_Common_Settings

2） ADC_Settings

3）ADC_Regular_ConversionMode

（6）DMA

（7）NVIC

二、软件设计

三、运行与调试

        本文将通过一个实例测试 STM32F407ZGT6使用2个ADC模块并通过DMA模式同步采集各自的1个通道的方法。

       当一个ADC只有一个输入通道，在转换结束后可以及时读出结果数据寄存器的内容。

       当一个ADC规则转换组有多个通道时，应该使用扫描转换模式(Scan Conversion Mode)，ADC在转换完一个通道后立刻转换下一个通道，直到规则组内的通道序列转换完。并启用DMA模式。

       当多个ADC规则转换组各有一个（多个）通道时，应选择诸如Dual regular simultaneous mode only的选项，并开启DMA模式。如果某个ADC规则转换组只有一个通道，无须开启Scan Conversion Mode，如果某个ADC规则转换组不只有一个通道，还须同时开启Scan Conversion Mode。

一、示例说明

        本文将继续使用旺宝红龙开发板STM32F407ZGT6 KIT V1.0。开发板1个可调电位器的模拟信号输入到PF8引脚，该管脚复选为ADC3_IN6。但是STM32F407**Datasheet规定，只允许ADC1和ADC2可以组合成二重ADC功能。否则，比如，如果设置了ADC1和ADC3，或者ADC2和ADC3，那么在ADCs_Common_Settings组里根本看不到诸如Dual regular simultaneous mode only这样的选项。

        只能配置ADC1和ADC2完成二重ADC同步采集功能，这里配置为ADC1_IN0（PA0）和ADC2_IN1（PA1），为了在开发板上获得ADC通道的数据输入，可以用导线把PF8依次连接到PA0和PA1上，这样，就使得ADC1_IN0和ADC2_IN1通道有了数据输入。当然也可以配置ADC1和ADC2采集片内内部参考信号。

        使用ADC1和ADC2同步采集两个通道的信号，双重ADC同步采集时（Dual regular simultaneous mode only），不能采集同一个通道；但如果ADC1和ADC2复选到同一个管脚上，并采集相同通道数据，则应选择仅双正交交织模式（Dual regular interleaved mode only）。

        多重ADC模式只能采用DMA方式传输数据。

二、工程配置

1、RCC、DEBUG、CodeGenerator

  • RCC：外部晶振25MHz，HCLK=168MHz，PCLK1=42MHz，PCLK2=84MHz；
  • DEBUG：Serial Wire；
  • CodeGenerator：勾选☑Generate peripheral initialization as a pair of '.c/.h' files per peripheral

2、USART6

        配置PG9、PG14为USART6，全部参数默认；

3、TIM3 

（1）Mode

        选择internal clock。

（2）参数设置

  • 预分频因子：49999。
  • 计数器方向：Up.
  • 计数器周期：499.
  • 内部时钟分频：No.
  • 自动重装载：启用。

（3） TRGO

  • MSM bit：Disable。
  • Trigger Event：Update Envent。

（4）ADC1_IN0

1）ADCs_Common_Settings
  • Mode：选择Dual regular simultaneous mode only
  • DMA Access Mode：DMA access mode
  • Delay between 2 sampling phases：25Cycles
2） ADC_Settings
  • Clock Prescaler：PCLK2 divided by 4
  • Resolution：12 bits(15 ADC Clock cycles)
  • Data Alignment：Right alignment
  • Scan Conversion Mode：Disable
  • Continuous Conversion Mode：Disabled. 启用连续转换模式后，ADC结束一个转换后立即启动一个新的转换。启用后数据更新的频率会快很多。
  • Discontinuous Conversion Mode：Disabled. 这种模式一般用于外部触发时，将一组输入通道分为多个短的序列，分批次转换。
  • DMA Continuous Requests：Enabled
  • End Of Conversion Selection：EOC flag at the end of single channel conversion
3）ADC_Regular_ConversionMode
  • Number Of Conversion：1
  • External Trigger Conversion Source：Timer 3 Trigger Out event
  • External Trigger Conversion Edge：Trigger detecton on the rising edge
  • Rank1：通道0，采样周期15个周期；

（5）ADC2_IN1

1）ADCs_Common_Settings
  • Mode：选择Dual regular simultaneous mode only
  • DMA Access Mode：DMA access mode
  • Delay between 2 sampling phases：25Cycles
2） ADC_Settings
  • Clock Prescaler：PCLK2 divided by 4
  • Resolution：12 bits(15 ADC Clock cycles)
  • Data Alignment：Right alignment
  • Scan Conversion Mode：Disable
  • Continuous Conversion Mode：Disabled.
  • Discontinuous Conversion Mode：Disabled. 
  • DMA Continuous Requests：Enabled
  • End Of Conversion Selection：EOC flag at the end of single channel conversion
3）ADC_Regular_ConversionMode
  • Number Of Conversion：1
  • External Trigger Conversion Source：没有这个选择项了
  • External Trigger Conversion Edge：没有这个选择项了
  • Rank1：通道1，采样周期15个周期；

（6）DMA

         启用ADC1和ADC2。设置为Circular模式，数据长度设置为word。

（7）NVIC

        设置USART6全局中断，抢占式优先级为1。因为文章中使用了其中断功能；

        默认设置 DMA2 Stream0和 DMA2 Stream2全局中断，抢占式优先级为1。

        设置ADC123的全局中断，抢占式优先级为1。

        TIM3的全局中断开不开启都可以，无关紧要，因为程序中使用的时计数器的Update Envent，而这个事件的产生并不依赖于TIM3的全局中断。

二、软件设计

        使用STM32CubeIDE建立本实例的软件工程，只需要修改main.c。其余的程序IDE自动生成。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */
/* USER CODE BEGIN PV */
#define BATCH_DATA_LEN 1				// Dual ADC captures 32-bit data stored at once
uint32_t dmaDataBuffer[BATCH_DATA_LEN];	// DMA Buffer
/* USER CODE END PV */
/* USER CODE BEGIN 2 */
  //菜单设计
  uint8_t hello1[] = "Demo14_4_DualADC:测试二重ADC同步采集\r\n";
  HAL_UART_Transmit(&huart6,hello1,sizeof(hello1),500);	//阻塞模式
  HAL_Delay(10);
  uint8_t hello2[] = "多ADC同步采集需启用DMA模式。\r\n";
  HAL_UART_Transmit_IT(&huart6,hello2,sizeof(hello2));	//非阻塞模式
  HAL_Delay(10);

  printf("对于STM32F407，只可以ADC1和ADC2组合为二重ADC，并应该启用使用DMA模式。\r\n");
  printf("当规则转换组有多个通道时，还应该使用扫描转换模式(Scan Conversion Mode)，\r\n");
  printf("MCU管脚PF8，是外部模拟量输入通道，接可调电阻产生的可变电压。\r\n");
  printf("ADC1_IN0对应MCU管脚PA0，用导线把PA0连接PF8。\r\n");
  printf("ADC2_IN1对应MCU管脚PA1，用导线把PA1连接PF8。\r\n\r\n");

  HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1, dmaDataBuffer, BATCH_DATA_LEN);	// Start ADC1
  HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc2, dmaDataBuffer, BATCH_DATA_LEN);	// Start ADC2
  HAL_TIM_Base_Start(&htim3);											// Start TIM3
  /* USER CODE END 2 */
/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
	uint32_t Volt;
	uint32_t adcValue=dmaDataBuffer[0];			// Data for ADC2 and ADC1

	uint32_t ADC1_val = adcValue & 0x0000FFFF;	// The lower 16 bits are the data of ADC1
	Volt=3300*ADC1_val;
	Volt=Volt>>12;
	printf("ADC1 = %ld\r\n",Volt );

	uint32_t ADC2_val = adcValue & 0xFFFF0000;	// The higher 16 bits are the data of ADC2
	ADC2_val = ADC2_val>>16;
	Volt=3300*ADC2_val;							// mV unit
	Volt=Volt>>12;								// divided by 2^12
	printf("ADC2 = %ld\r\n",Volt );
}

//串口打印
int __io_putchar(int ch)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart6, (uint8_t*)&ch, 1, 0xFFFF);
	return ch;
}
/* USER CODE END 4 */

三、运行与调试

        首次下载或运行，最先显示在串口助手上的是程序的菜单设计：

        之后，连续显示ADC1_IN0和ADC2_IN1采集到的数据，因为二重ADC的各自的数据通道采用默认设置的相同的触发信号，因此是同步采集。


http://www.kler.cn/a/558699.html

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