stm32 嵌入式开发中ADC独立多通道DMA传输数据实验总结

Posted 2021-03-06 xwtstudio

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了stm32 嵌入式开发中ADC独立多通道DMA传输数据实验总结相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

主要知识点：

DMA 数据传输

串口传输

通道引脚初始化

（一）、DMA 数据传输

　　　　　　　　　　　1、外设到存储器传输

　　　　　　　　　　　2、存储器到外设传输

　　　　　　　　　　　3、存储器到存储器传输

　　　　外设一般为：ADC、SPI、I2C等。存储器一般为：片内SRAM、外部存储器、片内FLASH等

　　DMA功能框图：8个流通道（DMA_SxCR ），每个流通到对应8个外设请求（CHSEL[2:0] ）

　技术图片

　　DMA 请求映射：分两种 DMA1请求映射、DMA2请求映射

技术图片

　　　特点：每一个外设请求只占用一个数据流通道，相同的外设请求可以占用不同的通道请求。

　　　　　　当该数据流通道同一个时间只能有一个通道使用，但是可以使用其他的数据流。

技术图片

DMA 数据配置：

技术图片

有关 FIFO配置方向的心得：

技术图片

FIFO 总的的大小为：4个字=8个半字=16个字节 // 即：1个字 = 4个字节=4*8bit=24位

　　　　　　　　　　MUBST 的大小与 MSIZE的大小相同，节拍即 MBURST 的单位

　　　　　　　　　　FIFO级别四分之一 = 1个字 // 二分之一 = 2 个字 // 3/4 = 3 个字 // 满 = 4 个字

所以 MSIZE = 字节时，需要4 个节拍 = 一个字 = 一次突发

　　FIFO级别四分之一　　　　　　两个字 = 两次突发

DMA 中断：每个 DMA 数据流可以产生中断

编程要点：

1) 初始化配置 ADC 目标引脚为模拟输入模式；
2) 使能 ADC 时钟和 DMA 时钟；
3) 配置 DMA 从 ADC 规矩数据寄存器传输数据到我们指定的存储区；
4) 配置通用 ADC 为独立模式，采样 4 分频；
5) 设置 ADC 为 12 位分辨率，启动扫描，连续转换，不需要外部触发；
6) 设置 ADC 转换通道顺序及采样时间；
7) 使能 DMA 请求， DMA 在 AD 转换完自动传输数据到指定的存储区；
8) 启动 ADC 转换；
9) 使能软件触发 ADC 转换

ADC 宏定义

#ifndef BSP_ADC_H
#define BSP_ADC_H
#include "stm32f4xx.h"


// 转换的通道个数
#define RHEOSTAT_NOFCHANEL                        4

#define RHEOSTAT_ADC_DR_ADDR                    ((u32)ADC3 + 0X4C)//模数转换器3 中的数据寄存器地址

// 同时定义通道 4/5/6/7 对应的 IO口为 PF6 PF7 PF8 PF9 --->>>> 未接入FLASH外设，但是未初始化，导致显示数据一直为0
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT                GPIOF
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK                    RCC_AHB1Periph_GPIOF
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1                GPIO_Pin_6
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1                    ADC_Channel_4

#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN2                GPIO_Pin_7
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL2                    ADC_Channel_5

#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN3                GPIO_Pin_8
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL3                    ADC_Channel_6

#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN4                GPIO_Pin_9
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL4                    ADC_Channel_7

//    ADC 初始化 定义
#define RHEOSTAT_ADC                                    ADC3
#define RHEOSTAT_ADC_CLK                            RCC_APB2Periph_ADC3


// DMA2 数据流0 通道2 ADC3
#define RHEOSTAT_ADC_DMA_CLK                     RCC_AHB1Periph_DMA2
#define RHEOSTAT_ADC_DMA_CHANNEL            DMA_Channel_2
#define RHEOSTAT_ADC_DMA_STREAM                DMA2_Stream0

////滑动变阻器引脚定义
//// PC3 通过调帽接电位器
//// ADC IO宏定义
//#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT1    GPIOC
//#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1     GPIO_Pin_3
//#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK1     RCC_AHB1Periph_GPIOC
//#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1      ADC_Channel_13

 void Rheostat_Init(void);



#endif

ADC 工作模式配置

#include "./adc/bsp_adc.h"
/*
编程要点：
初始化配置 ADC 目标引脚为模拟输入模式
* 使能 ADC 时钟 和 DMA 时钟
* 配置 DMA 从ADC规则数据寄存器传输数据到指定的存储区
配置通用 ADC 为独立模式，采样 4 分频
配置目标 ADC 为 12 位分辨率，启动扫描，连续转换，不需要外部触发
设置 ADC 转换通道顺序及采样时间
使能 DMA 请求，DMA 在AD 转换完自动传输到指定的存储区
启动 ADC 转换
使能软件触发 ADC 转换
使用 DMA 更加高效
*/


// 存储数据变量的地址定义
__IO uint16_t ADC_ConveredValue[RHEOSTAT_NOFCHANEL]= {0};




// 变阻器 ADC_GPIO 初始化
static void Rheostat_ADC_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
    // 使能 GPIO 时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK, ENABLE);
    //配置 IO  引脚连接于 FLASH 、、要作相应的改变
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1 |
                                  RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN2 |
                                  RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN3 |
                                  RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN4;
    // 模拟输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    // 不上拉不下拉
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    
    GPIO_Init(RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT,&GPIO_InitStructure);//统一初始化
    
    
}

// 配置 ADC 工作模式
static void Rheostat_ADC_Mode_Config(void)
{
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ADC_CommonInitTypeDef    ADC_CommonInitStructure;
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    // 使能 ADC 时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RHEOSTAT_ADC_CLK,ENABLE);
    // 开启 DMA 时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RHEOSTAT_ADC_DMA_CLK,ENABLE);
    
    // ----------DMA Init 结构体参数   初始化----------------
    // 选择 DMA 通道，通道存在于数据流中
    DMA_InitStructure.DMA_Channel = RHEOSTAT_ADC_DMA_CHANNEL;
    // 外设基址为：ADC 数据寄存器地址
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = RHEOSTAT_ADC_DR_ADDR;
    // 存储器地址
    DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)ADC_ConveredValue;
    // 数据传输方向:外设到存储器
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;
    // 缓冲区大小，指一次传输时的数字项
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = RHEOSTAT_NOFCHANEL;
    // 外设寄存器只有一个，地址不用递增
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    // 存储器地址递增
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
    // 外设数据大小为半字，即两个字节
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord ;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
    // 循环传输方式
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular ;
    //  DMA 传输通道优先级为高，当使用一个 DMA 通道时，优先级设置不影响
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    // 禁止 DMA FIFO, 使用直连模式
    DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;
    // FIFO 阈值大小，FIFO 模式禁止，这个不用配置
    DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
    // 存储器单次突发单次传输模式
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
    // 外设突发单次传输
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
    //初始化 DMA 数据流，流相当于一个大的管道，管道里面有很多通道
    DMA_Init(RHEOSTAT_ADC_DMA_STREAM, &DMA_InitStructure);
    
    // 使能 DMA 数据流
    DMA_Cmd(RHEOSTAT_ADC_DMA_STREAM, ENABLE);
    
    
    // ----------ADC Common 结构体 参数  初始化--------------
    // 独立 ADC 模式
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    // 时钟为 fpclk x 分频
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;
    // 禁止 DMA 直接访问模式
    ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
    // 采样时间间隔
    ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_10Cycles;
    
    ADC_CommonInit  ( &ADC_CommonInitStructure );  

    // -----------ADC Init 结构体 参数 初始化-----------------
    
    // ADC 分辨率
    ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b  ;
    // 禁止扫描模式，多通道采集才需要
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ;
    // 连续转换
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE ;
    // 禁止外部边沿触发
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
    // 数据右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right  ;
    // 外部触发选择
    //    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = 
    //    转换通道1个
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = RHEOSTAT_NOFCHANEL;
    ADC_Init  ( RHEOSTAT_ADC, &ADC_InitStructure) ;

    //配置 ADC 通道转换顺序为 1，第一个转换，采样时间为 56 个时钟周期
     ADC_RegularChannelConfig  ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1,
                                                            1, ADC_SampleTime_56Cycles) ;
     ADC_RegularChannelConfig  ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL2,
                                                            2, ADC_SampleTime_56Cycles) ;
     ADC_RegularChannelConfig  ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL3,
                                                            3, ADC_SampleTime_56Cycles) ;
     ADC_RegularChannelConfig  ( RHEOSTAT_ADC, RHEOSTAT_ADC_CHANNEL4,
                                                            4, ADC_SampleTime_56Cycles) ;        

    　　// 使能 DMA 请求 after last transfer (Single-ADC mode)
 　　　　 ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(RHEOSTAT_ADC, ENABLE);

　　　　// 使能 ADC DMA
　　　　ADC_DMACmd(RHEOSTAT_ADC, ENABLE);

// 使能 ADC 
     ADC_Cmd (RHEOSTAT_ADC,ENABLE);
        // 开始 ADC 转换,软件触发
     ADC_SoftwareStartConv  ( RHEOSTAT_ADC) ;

}

// 中断配置ADC
//static void Rheostat_ADC_NVIC_Config(void)
//{
//    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//    NVIC_PriorityGroupConfig ( NVIC_PriorityGroup_1);
//    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = Rheostat_ADC_IRQ;
//    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
//    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
//    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
//    
//    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

//}
 void Rheostat_Init(void)
 {
//     Rheostat_ADC_NVIC_Config();
     Rheostat_ADC_GPIO_Config();
     Rheostat_ADC_Mode_Config();
 }

主程序

  
#include "stm32f4xx.h"
#include "./usart/bsp_debug_usart.h"
#include "./adc/bsp_adc.h"

extern __IO uint16_t ADC_ConveredValue[RHEOSTAT_NOFCHANEL];

void   Delay(uint32_t x);
int main(void)
{    
    double  ADC_ConvertedValueLocal[RHEOSTAT_NOFCHANEL];
  /*初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1，中断接收*/
  Debug_USART_Config();
        Rheostat_Init();
    /* 发送一个字符串 */
    Usart_SendString( DEBUG_USART,"这是一个 ADC 滑动变阻器实验
");
    printf("这是一个串口中断接收回显实验
");

  while(1)
    {    

 Delay(0xffffff);
 ADC_ConvertedValueLocal[0]=(float)(ADC_ConveredValue[0]*3.3/4096);
 ADC_ConvertedValueLocal[1]=(float)(ADC_ConveredValue[1]*3.3/4096);
 ADC_ConvertedValueLocal[2]=(float)(ADC_ConveredValue[2]*3.3/4096);
 ADC_ConvertedValueLocal[3]=(float)(ADC_ConveredValue[3]*3.3/4096);

 printf("
 CH1_PF6 value = %fV
",ADC_ConvertedValueLocal[0]);
 printf("
 CH2_PF7 value = %fV
",ADC_ConvertedValueLocal[1]);
 printf("
 CH3_PF8 value = %fV
",ADC_ConvertedValueLocal[2]);
 printf("
 CH4_PF9 value = %fV
",ADC_ConvertedValueLocal[3]);

 printf("
");
    }    
}

void   Delay(uint32_t x)
{
    uint32_t i;
    for(i= x;i>0;i--)
    {
        
    }
}

实验现象

技术图片

总结：

技术图片

#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PORT 　　　　　　　GPIOF
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK　　　　　　　　 RCC_AHB1Periph_GPIOF
#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN1 　　　　　　　GPIO_Pin_6
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL1 　　　　　　 ADC_Channel_4

#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN2 　　　　　　　 GPIO_Pin_7
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL2 　　　　　　 ADC_Channel_5

#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN3 　　　　　　　 GPIO_Pin_8
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL3 　　　　　　 ADC_Channel_6

#define RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN4 　　　　　　 GPIO_Pin_9
#define RHEOSTAT_ADC_CHANNEL4　　　　　　 ADC_Channel_7

明明没有初始化FLASH 怎么还会有模拟电压输出

工程总结： ADC1使用DMA2，数据流0，通道0，这个是手册固定死的

　　　　　使用独立模式只能选用一个 ADC 转换器，不能同时选择多个

　　　　　最好选择其他外设，PF6/7/8/9刚好是FLASH的控制引脚，flash未初始化，读出的电压值不知道是什么东西，开发板没有将这四个引脚单独引出

细节处理：

    // -----------ADC Init 结构体 参数 初始化-----------------

　　　配置完 ADC_Init 之后要使能/ADC DMA ---------->>>>>>ADC_DMACmd(RHEOSTAT_ADC, ENABLE);

采样时间与采样间隔的区别：采样时间Tconv = 采样时间 + 12 个周期最少3个周期

以上是关于stm32 嵌入式开发中ADC独立多通道DMA传输数据实验总结的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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