关于STM32中AD采样的三种方法分析

打板子 · 发表于 2019-8-26 15:04:05

　　在进行STM32F中AD采样的学习中，我们知道AD采样的方法有多种，按照逻辑程序处理有三种方式，一种是查询模式，一种是中断处理模式，一种是DMA模式。三种方法按照处理复杂方法DMA模式处理模式效率最高，其次是中断处理模式，最差是查询模式，相信很多学者在学习AD采样程序时，很多例程采用DMA模式，在这里我针对三种程序进行分别分析。
　　1、AD采样查询模式
　　在AD采样查询模式中，我们需要注意的是IO口的初始化配置，这里我采用PA2作为模拟采集的引脚(AIN2)和串口3作为打印输出。
　　具体如下：建立一个USART3.C和USART3.H文件，其程序为：

#include "usart3.h"
　　#include "stdarg.h"
　　u8 SendBuff[SENDBUFF_SIZE];
　　void USART3_Config(void)
　　{
　　//定义结构体
　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
　　USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
　　//开启外部时钟
　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
　　RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE );
　　// USART3 GPIO config
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
　　GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOAtiNG;
　　GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
　　//USART3 mode config
　　USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
　　USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
　　USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
　　USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
　　USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
　　USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
　　USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
　　USART_Cmd(USART3, ENABLE);
　　}

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　　其次建立一个ADC.C和一个ADC.H文件，其中ADC.C中程序为：

　void ADC1_Init(void)
　　{
　　ADC1_GPIO_Config();
　　ADC1_Mode_Config();
　　}
　　static void ADC1_GPIO_Config(void)
　　{
　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
　　//开启外部时钟
　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
　　//配置PA2引脚
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
　　//配置为模拟输入
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
　　//调用库函数
　　GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
　　}
　　static void ADC1_Mode_Config(void)
　　{
　　//ADC1_ configuration
　　ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
　　//独立ADC模式
　　ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
　　//禁止扫描模式
　　ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
　　//开启连续转换模式
　　ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不使用外部触发转换
　　ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //采集数据右对齐
　　ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //要转换的通道数目1
　　ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
　　//配置ADC时钟，为PCLK2的8分频，即9Mhz
　　RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
　　//配置ADC1的通道2位55.5个采集周期
　　ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
　　ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
　　//复位校准寄存器
　　ADC_ResetCalibration(ADC1);
　　//等待校准寄存器复位完成
　　while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
　　//ADC校准
　　ADC_StartCalibration(ADC1);
　　while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
　　//由于没有使用外部触发，所以使用软件触发ADC转换
　　ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
　　}

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　　然后在主函数main中其程序代码如下：

　int main(void)
　　{
　　USART3_Config();
　　ADC1_Init();
　　printf("输入ADC值");
　　while(1)
　　{
　　ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
　　ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3; //读取ADC转换的值
　　printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);
　　printf("\r\n the current AD value = %f V \r\n",ADC_ConvertedValueLocal);
　　Delay(0xFFFFEE);
　　}
　　}

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　　这样采用查询的方法即可以采集ADC的电压值，一个值为16进制转换的值，一个是转换计算的值。说明一下：ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
　　一定要放在while中，只有这样，采集的ADC电压值才是实时采集的电压值。放在while外面，则采集的电压值为第一次的电压值，且读取的电压值不会变化。对于4096的值来源在于ADC采集的数值是12位ADC，即是2的12次方。
　　2、中断查询ADC程序
　　对于中断查询采集ADC程序主要是在ADC.C和main函数中有差别。具体ADC.C程序为：

void ADC1_Init(void)
{
ADC1_GPIO_Config();
ADC1_Mode_Config();
ADC_NVIC_Config();
}
static void ADC_NVIC_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC1_2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
static void ADC1_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//开启外部时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 |
RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
//配置PA2引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
//配置为模拟输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
//调用库函数
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
static void ADC1_Mode_Config(void)
{
//ADC1_ configuration
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
//独立ADC模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
//禁止扫描模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
//开启连续转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
//不使用外部触发转换
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //采集数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //要转换的通道数目1
ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
//配置ADC时钟，为PCLK2的8分频，即9Mhz
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
//配置ADC1的通道2位55.5个采集周期
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1,
ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE); //开启ADC采集中断
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
//复位校准寄存器
ADC_ResetCalibration(ADC1);
//等待校准寄存器复位完成
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
//ADC校准
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
//由于没有使用外部触发，所以使用软件触发ADC转换
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
}

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　　对于main函数如下：

int main(void)
{
USART3_Config();
ADC1_Init();
printf("输入ADC值");
while(1)
{
ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3;
//读取ADC转换的值
printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);
printf("\r\n the current AD value = %f V
\r\n",ADC_ConvertedValueLocal);
Delay(0xFFFFEE);
}
}
void ADC_IRQHandler(void)
{
IF (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_EOC) == SET)
{
ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_EOC);
}

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　　在引入void ADC_IRQHandler(void)这个中断服务函数之前，一定要进行
　　#define ADC_IRQHandler ADC1_2_IRQHandler
　　否则中断无法执行，无法进行ADC采集。
　　3、DMA模式的ADC采集程序
　　采用这种方式的ADC采集程序，其在ADC.C程序为：