STM32的ADC配置

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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的ADC配置相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

本文出至:http://bibber.blog.sohu.com/162815791.html

ADC是多少位的?

12位

ADC有多少个?

1个、2个或多至3个,视不同的器件而不同;每个又有多个通道。

关于通道的名堂:

10.3.3  通道选择

       有16个多路通道。可以把转换分成两组:规则的和注入的。在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。例如,可以如下顺序完成转换:通道3、通道8、通道2、通道2、通道0、通道2、通道2、通道15。

       ●  规则组由多达16个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择。规则组中转换的总数写入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]位中。

       ●  注入组由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。注入组里的转换总数目必须写入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位中。

它们有什么区别:

      ●  不同的组转换后保存数据的地方不一样,产生的中断标志不一样。

      ●  在扫描模式下,规则组会有能力把各通道数据通过DMA传给SRAM,而注入组的数据总是存在在ADC_JDRx中。

还有其他的一些区别,这里暂不一一罗列。

ST为什么这么样来设计AD转换,肯定是有理由的,但是我不知道,因此,我也就难以深入地理解AD转换的各种模式。这也就是说,对于知识的理解,要把它放在其应用背景中去学习才能学得好。因此,其他相关知识积累得越多,这里学起来也就越快,这也就是所谓的“功底”问题。某人功底深厚,意味着他见多识广,遇到的事情多,能够很快找到处理某件事情的“原型”。当然,也有一些人抽象学习能力极强,就算找不到“原型”,他也能学得很好。基本上,这类人的科学素养更高一些,在工程师、工科类学生中并不多见。

闲话少说,下面来看怎么样来使用AD转换器?

以一段源程序为例分别来解读,同时进一步理解STM32中有关符号的含义,相信以后再读库源程序,定能更上一层楼。

为看得清楚一些,以下代码用蓝色表示,而在这段代码的注释中插入的一些代码则用红色表示。从数据手册上摘录下来的内容则用黄底来表示(本来数据手册摘录部分用贴图是最好的,但是发表博文时贴图太痛苦了,,,偷点懒)。

/* ADC1 开始准备配置*/

      ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  

/*设置ADC->CR1的19:16,确定ADC工作模式,一共有10种工作模式

#define ADC_Mode_Independent                                   ((uint32_t)0x00000000) 0000:独立模式

#define ADC_Mode_RegInjecSimult                               ((uint32_t)0x00010000) 0001:混合的同步规则+注入同步模式

#define ADC_Mode_RegSimult_AlterTrig                       ((uint32_t)0x00020000) 0010:混合的同步规则+交替触发模式

#define ADC_Mode_InjecSimult_FastInterl                    ((uint32_t)0x00030000) 0011:混合同步注入+快速交替模式

#define ADC_Mode_InjecSimult_SlowInterl                   ((uint32_t)0x00040000) 0100:混合同步注入+慢速交替模式

#define ADC_Mode_InjecSimult                                  ((uint32_t)0x00050000)      0101:注入同步模式

#define ADC_Mode_RegSimult                         ((uint32_t)0x00060000)   0110:规则同步模式

#define ADC_Mode_FastInterl                        ((uint32_t)0x00070000)      0111:快速交替模式

#define ADC_Mode_SlowInterl                        ((uint32_t)0x00080000)     1000:慢速交替模式

#define ADC_Mode_AlterTrig                         ((uint32_t)0x00090000)     1001:交替触发模式

*/

      ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

/* ADC_ScanConvMode在stm32f10x_adc.h中定义如下:

FunctionalState ADC_ScanConvMode;   

这个参数用来指定转换是扫描(多通道模式)还是单个转换(单通道模式),该参数可以被设置为DISABLE或者ENABLE。

在数据手册中,SCAN位是这样描述的:扫描模式

该位由软件设置和清除,用于开启或关闭扫描模式。在扫描模式中,由ADC_SQRx或ADC_JSQRx寄存器选中的通道被转换。

0:关闭扫描模式

1:使用扫描模式

注:如果分别设置了EOCIE或JEOCIE位,只在最后一个通道转换完毕才会产生EOC或JEOC中断。   

这样,如果一次需要对多个通道进行转换,这位就必须设置为ENABLE。

*/

      ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

/*  FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;

这个参数用来指定转换是连续进行还是单次进行,它可以设置为ENABLE或者DISABLE。

上面有两个参数中出现了FunctionalState数据类型,那么它是什么呢,用F12顺滕摸瓜,可以看到它的的定义如下:

typedef enum {DISABLE = 0, ENABLE = !DISABLE} FunctionalState;

因此,它相当于是一个位变量,我的理解,DISPABLE=0这个没有问题,ENABLE=!DISABLE是否应该确切的是1??否则下面的设置就会有问题。

用这两个符号来对寄存器中的位进行设置的话,还需要提供位置信息,如下面的代码所示:

 tmpreg1 |= (uint32_t)(ADC_InitStruct->ADC_DataAlign | ADC_InitStruct->ADC_ExternalTrigConv | ((uint32_t)ADC_InitStruct->ADC_ContinuousConvMode << 1));

                     这个<<1就是位置信息,CONT是CON2寄存器的位1

推而广之,库中有很多这样的enum{ }格式的定义,那就相当于是位变量,用它们来设置时,它们本身仅提供0或都1,而要对某一位进行置1或清0的操作,在代码中必然出现<<1这样格式,而这个1就是某一位在寄存器中的位置信息。这样,我们看STM32的库和数据手册对照时,就能更直观地理解和更方便一些了。

用于设定CON2的CONT位(位1):是否连续转换

该位由软件设置和清除。如果设置了此位,则转换将连续进行直到该位被清除。

0:单次转换模式 1:连续转换模式

*/

      ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

/*  uint32_t ADC_ExternalTrigConv;        

定义如何来触发AD转换,一共有8个可选项,以下给出两个来解释一下:

#define ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3    ((uint32_t)0x00040000) 

将0x00040000写成二进制,就是:

0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000 0000

对照下面的说明,不难看出,第19:17位是 010,即定时器1的CC3事件触发。

#define ADC_ExternalTrigConv_None       ((uint32_t)0x000E0000) 

将0x000E0000写成二进制,就是:

0000 0000 0000 1110 0000 0000 0000 0000

对照下面的说明,是SWSTART方式,即用软件标志来启动转换。

关于EXTSEL[2:0]的说明:

位19:17  EXTSEL[2:0]:选择启动规则通道组转换的外部事件

这些位选择用于启动规则通道组转换的外部事件

ADC1和ADC2的触发配置如下

000:定时器1的CC1事件  100:定时器3的TRGO事件

001:定时器1的CC2事件  101:定时器4的CC4事件

010:定时器1的CC3事件  110:EXTI线11/ TIM8_TRGO,

仅大容量产品具有TIM8_TRGO功能

011:定时器2的CC2事件  111:SWSTART

ADC3的触发配置如下

000:定时器3的CC1事件  100:定时器8的TRGO事件

001:定时器2的CC3事件  101:定时器5的CC1事件

010:定时器1的CC3事件  110:定时器5的CC3事件

011:定时器8的CC1事件  111:SWSTART

*/

      ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

/*

这个是用来设定数据对齐模式的,有两种可能:

#define ADC_DataAlign_Right             ((uint32_t)0x00000000)

#define ADC_DataAlign_Left              ((uint32_t)0x00000800)

找到数据手册上的相关说明:

位11:ALIGN:数据对齐

       该位由软件设置和清除。

       0:右对齐 1:左对齐

*/

      ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;     

/*  ADC_NbrOfChannel的定义如下:

uint8_t ADC_NbrOfChannel; 

指定有多少个通道会被转换,它的值可以是1~16,这个数据将会影响到寄存器ADC_SQR1,下面是stm32f10x_adc.c中的相关代码:

......

  tmpreg2 |= (uint8_t) (ADC_InitStruct->ADC_NbrOfChannel - (uint8_t)1);

  tmpreg1 |= (uint32_t)tmpreg2 << 20;

  ADCx->SQR1 = tmpreg1;

看到mpreg1 |= (uint32_t)tmpreg2 << 20;中的:20,用上面我们刚理解到的原则,这个值的低位将在ADC_SQR1的20位,而它的值是1~16,从代码中可以看到这里又减去1,则其设置值为:0~15,即4bit就够了,那么从20往前数,也就是[23:20],那么SQR1中这几位的用途是什么呢?顺这条线索我们去找SQR1中的23:20位,看它是怎么用的。

位23:20  L[3:0]:规则通道序列长度

这些位定义了在规则通道转

0000:1个转换

0001:2个转换

……

1111:16个转换

也就是设置一次进行几个通道的转换,看来我们的理解完全正确。

 */

      ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

通过前面一系列的设置,终于可以执行ADC_Init函数了。执行完了还不行,还要指定通道转换顺序,采样时间等,接下继续。

      /* ADC1 规则通道15(Channel15)配置(规则通道见文章开头)*/

      ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_15, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

       /* 这个函数一共有4个参数,第一个是指定转换器,根据所采用的器件的不同,可以是ADC1,ADC2,ADC3;第二个参数是指定通道号;第三个参数是指定该通道在转换序列中第几个开始转换,第四个参数是指定转换时间

第一、二个参数不难理解,这里就不再多说了,看一看第三个参数。

先看一看这个函数的内容,它在stm32f10x_adc.c中,这是STM库提供的一个函数:

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)

{     ......前面的不写了

 /* For Rank 1 to 6 */

  if (Rank < 7)      //这个Rand就是第三个参数

  {

    /* Get the old register value */

    tmpreg1 = ADCx->SQR3;

    /* Calculate the mask to clear */

tmpreg2 = SQR3_SQ_Set << (5 * (Rank - 1));

SQR3的值如下:

//#define SQR3_SQ_Set       ((uint32_t)0x0000001F)

之所以用5去乘,请参考STM32F10X数据手册:ADC_SQ3中SQ1~SQ6每个都是占5位。

 

这下理解了:如果这个Rank是1,那么tmpreg2这个变量第[4:0]这5位将会是11111(即SQR3_SQ_Set的初始值:0x0000001f),如果Rank是2,那么tmpreg2这个变量的第[9:5]将会是11111,即tmpreg2将等于:0x000003e0,依此类推。

    /* Clear the old SQx bits for the selected rank */

    tmpreg1 &= ~tmpreg2;

    /* tmpreg2取反再与,即清掉tmpreg1中相应的5位*/

    tmpreg2 = (uint32_t)ADC_Channel << (5 * (Rank - 1));

    /*这次tmpreg2取的是通道值了,然后同相根据Rank的值左移5、10或更多位 */

    tmpreg1 |= tmpreg2;

    /* Store the new register value */

    ADCx->SQR3 = tmpreg1;

  }

 

*/

第四个参数是采样时间设定,代码如下:

    tmpreg2 = (uint32_t)ADC_SampleTime << (3 * ADC_Channel);

    /* 设定新的采样时间,这里为什么用3,理由和上面的5一样*/

    tmpreg1 |= tmpreg2;

    /* Store the new register value */

ADCx->SMPR2 = tmpreg1;

 

接下来还有两件事要做,第一件是允许DMA传输

      /* Enable ADC1 DMA */

      ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

  第二件是打开ADC1开始转换。

      /* Enable ADC1 */

      ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

这两件事情都不麻烦,所以就不再分析了。

至此一次ADC转换配置完毕。很麻烦......也许功能强大的副产品就是麻烦吧,没有办法。

以上是关于STM32的ADC配置的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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