代码收藏家技术教程 2024-02-15

详解STM32 G4芯片ADC采集实现过程

本周完成：

1.学习使用STM32CUBEMX配置，使用hal库实现了串口发送接收和ADC的单通道采集实现。

2.探究如何对多个ADC的多通道进行采集的配置。

下周任务：

1.实现多ADC多通道采集。

2.探究hal库SPI的配置方法，对之前版本的标准库代码其他功能进行移植。

本周研究内容具体介绍：

1.开发工具

由于STM32芯片从F7系列开始就没有了标准库，改成了HAL库开发，所以需要对原来的代码进行移植，重新实现。

先使用CUBEMX图形化初始化配置，然后将工程在keil打开进行程序编写。

2.参考资料

（1）官方示例

研究过程中，使用了文档

该文档介绍了G4系列芯片的示例代码。

电脑中示例的位置在：

D:\stm32cubemx\repository\STM32Cube_FW_G4_V1.3.0\Projects\STM32G474E-EVAL\Examples

对官方代码进行理解，稍加改动放到自己的项目中。

官方代码均为英文，有详细注释，对注释可以使用bing AI进行翻译和解释更为易懂，也可以使用翻译软件。

（1）官方ADC_ContinuousConversion_TriggerSW示例，示例演示了软件触发单通道ADC的连续采集。

（2）官方ADC_GroupsRegularInjected示例，示例演示了规则和注入通道，规则通道使用DMA方式，注入通道使用IT方式。

（2）官方数据手册

阅读数据手册，了解ADC内部结构。

手册：STMicroelectronics的STM32G4系列高级ARM架构32位微控制器

（3）库文件注释

阅读工程中stm32g4xx_hal_adc.c文件开头的注释，有详细的编程思路介绍。

该文件提供固件功能来管理模数转换器(ADC)外设的以下功能:

a.初始化和反初始化功能

        ADC的初始化和配置

b.操作功能

        启动，停止，得到常规转换的结果

        组，使用3种可能的模式:轮询，中断或DMA。

c.控制功能

        通道配置在常规组

        模拟看门狗配置

d.状态函数

         ADC状态机管理

        中断和标志管理

（4）网络博客

通过网络搜索相关博客，可以浅层了解大概的功能，实现简单的例程。

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程九—ADC_cubemx adc-CSDN博客

STM32三个ADC同步规则采样_stm32怎么用一个计时器触发三个adc-CSDN博客

STM32ADC同步采样_stm32 两个 adc 可以同时采集-CSDN博客

详解STM32中的ADC – 知乎 (zhihu.com)

STM32H743-梳理ADC模数转换器在CubeMX上的配置_overrun behaviour-CSDN博客

stm32g474 实现5个独立ADC同步采样 – stm32/stm8 – 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)

【STM32】CubeMX+HAL库之ADC+DMA_hal_adc_start_dma-CSDN博客

基于STM32CubeMX的ADC设置 – 知乎 (zhihu.com)

使用CubeMX配置STM32F401的ADC+DMA手动触发非连续转换（LL库） (izilzty.com)

STM32CubeMX教程14 ADC – 多通道DMA转换 – OSnotes – 博客园 (cnblogs.com)

3.G4的ADC介绍

（1）通道与引脚

G473芯片有5个ADC，其中4个（成对）可以以双模式运行：

ADC1连接14个外部通道+4个内部通道

ADC2连接16个外部通道+2个内部通道

ADC3连接15个外部通道+3个内部通道

ADC4连接16个外部通道+2个内部通道

ADC5连接13个外部通道+5个内部通道

实际映射到外部引脚，共有40引脚（去掉了晶振占用的两个）。

（2）三种采集方式及具体实现

polling	interruption	DMA
轮询	中断	DMA方式

轮询ADC转换:

(+++)激活ADC外设并开始转换

使用函数HAL_ADC_Start()

(+++)等待ADC转换完成

(+++)检索转换结果

函数HAL_ADC_GetValue()

(+++)停止转换并禁用ADC外设

使用函数HAL_ADC_Stop()

使用函数HAL_ADC_PollForConversion()

中断ADC转换:

(+++)激活ADC外设并开始转换

使用函数HAL_ADC_Start_IT()

(+++)通过函数调用等待ADC转换完成

HAL_ADC_ConvCpltCallback ()

(此功能必须在用户程序中实现)

(+++)检索转换结果

函数HAL_ADC_GetValue()

(+++)停止转换并禁用ADC外设

使用函数HAL_ADC_Stop_IT()

ADC转换与DMA传输:

(+++)激活ADC外设并开始转换

使用函数HAL_ADC_Start_DMA()

(+++)通过函数调用等待ADC转换完成

HAL_ADC_ConvCpltCallback()或HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback()

(这些功能必须在用户程序中实现)

(+++)转换结果由DMA自动转换成

目的变量地址。

(+++)停止转换并禁用ADC外设

使用函数HAL_ADC_Stop_DMA()

（3）多个ADC多通道的采集思路（未完待续）

因为通道属于不同的ADC，所以目前思路为：

使用ADC1、ADC2、ADC3 ，3个ADC均工作，采集多个通道。

配置3个ADC为独立工作模式，

ADC只有一个16位的DR数据寄存器（疑问，5个ADC是不是每个都有一个DR），所以：

先转换ADC1，数据依次在DR，使用DMA依次移动到存储长度为14的数组。

然后ADC2

最后ADC3

将3个数组数据发送出去

然后再ADC1，DMA仍旧循环重复存在原来的位置

（DMA配置需要的参数：1哪一个ADC触发DMA，2多少个数据，3一个数据的长度，4 存储是递增 5存完一个数组，等选择下一个ADC）

（4）具体配置

ADC配置

ADC1、ADC2、ADC3配置一样

ADCs_Common_Settings

Mode	Independent mode

模式	独立模式，该ADC单独工作

ADC_Settings

Clock Prescaler	Synchronous clock mode divided by 2
Resolution	ADC 8-bit resolution
Data Alignment	Right alignment
Gain Compensation	0
Scan Conversion Mode	Enabled
End Of Conversion Selection	End of sequence of conversion
Low Power Auto Wait	Disabled
Continuous Conversion Mode	Disabled
Discontinuous Conversion Mode	Disabled
DMA Continuous Requests	Enabled
Overrun behaviour	Overrun data overwritten

时钟分频器	同步时钟模式除以2
分辨率（自己选）	ADC 8位分辨率
数据对齐	右对齐
增益补偿	0
扫描转换模式	启用
转换结束（EOC）选择	转换序列结束
低功耗自动等待	禁用
连续转换模式	禁用
不连续转换模式	禁用
DMA连续请求	启用
溢出行为	溢出数据被覆盖

DMA连续请求（DMA Continuous Requests）：该参数仅在配置DMA Request时使用。否则就无关紧要了。当此ADC实例的DMA请求时，此参数指定DMA请求是否为在一次模式下执行(DMA传输在达到转换数量时停止)或在连续模式下执行(DMA传输无限制，无论转换数量如何)。注意:在连续模式下，DMA必须配置为循环模式。否则，当达到DMA缓冲区最大指针时将触发溢出。

DMA Continuous Requests 为DMA内存填满后是否继续请求DMA，如果使用此选项，则需要打开DMA的Circular模式，否则会造成溢出。

ADC_Regular_ConversionMode：ADC常规转换模式

Enable Regular Conversions	Enable
Enable Regular Oversampling	Disable
Number Of Conversion	13
External Trigger Conversion Source	Regular Conversion launched by software
External Trigger Conversion Edge	None
Rank	1
Channel	Channel 6
Sampling Time	2.5 Cycles
Offset Number	No offset

启用常规转换	启用
启用常规过采样	禁用
转换次数（共几个通道）	13
外部触发转换源	由软件启动的常规转换
外部触发转换沿	无
序号	1
通道（自己选）	通道6
采样时间	2.5个周期
偏移量	无

DMA配置

开启DMA中断

Priority：优先级，自己选

DMA Request Settings：DMA请求设置

Mode模式： Circular 地址循环

	Peripheral 外设	Memory 存储器
Increment Address 增量地址		打勾
Data Width 数据宽度（自己选）	Half Word 半字（16位）	Half Word 半字（16位）