STM32G0系列ADC入门

说明：

  1. 本文档由DuRuofu撰写，由DuRuofu负责解释及执行。
  2. 本文主要介绍STM32G0系列ADC的使用（供个人回忆）。

修订历史：

| 文档名称 | 版本 | 作者 | 时间 | 备注 |
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| STM32G0系列ADC入门 |v1.0.0| DuRuofu | 2024-01-13 | 首次建立 |

STM32G0系列ADC入门

一、概念

分辨率：读出的数据的长度，如8位就是最大值为255的意思，即范围[0,255],12位就是最大值为4096，即范围[0,4096]

通道：ADC输入引脚，通常一个ADC控制器控制多个通道，如果需要多通道的话，就得进行每个通道扫描了。

ADC DMA功能：DMA是内存到内存或内存到存储的直接映射，数据不用经过单片机处理器而直接由硬件进行数据的传递。方便直接将读取的ADC值放到内存变量中。

ADC芯片通常有正参考电压和负参考电压，通常正参考电压连接到VCC,负参考电压连接到GND

在STM32中ADC还可以用于采集芯片的温度、RTC供电电压

*ADC***的转换方式：

  1. 单次转换，一次只转换一个通道
  2. 连续转换，转换完成一个通道后立即自动执行下一个通道的转换、
  3. 扫描模式，开启一次后，自动的连续读取多个通道

*ADC***的三种工作方式：

  1. 阻塞模式（查询模式）
  2. 中断模式
  3. DMA模式

在实际使用过程中我们使用最多的就是阻塞模式和DMA模式，中断模式应用不多，下面就不做演示了。

二、cubemx初始化项目

这里以STM32G070RBT6为例：

2.1 时钟配置

2.2 串口配置

2.3 其他配置

三、 单个通道，查询阻塞模式

3.1 ADC配置

使能ADC的0号通道，开启连续转换

业务代码：

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#include "adc_bsp.h"

// ADC 0号通道测量
uint32_t ADC_IN0_Meas()
{
    HAL_ADC_Start(&hadc1);//启动ADC装换
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);//等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位ms.
    if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
        {
    return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);//读取ADC转换数据，数据为12位
}
}
  1. 使用HAL_ADC_Start(&hadc1)函数启动了ADC转换，其中&hadc1是指向ADC控制结构体的指针，用于表示使用的是哪个ADC实例。
  2. 使用HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50)函数等待ADC转换完成，超时时间设置为50毫秒，如果在超时时间内转换完成，则继续执行后续代码。
  3. 使用HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC)条件判断语句检查ADC状态是否处于转换完成状态（EOC）。如果是，则执行下一步。
  4. 使用HAL_ADC_GetValue(&hadc1)函数读取ADC转换结果，并将其作为返回值返回。

使用：

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/**
 * @description: 系统应用循环任务
 * @return {*}
 */
void App_Task(void)
{
	uint32_t AD_Value = ADC_IN0_Meas();
	Usart3DmaPrintf("v=%.1f\r\n",AD_Value*3300.0/4096);//打印日志
}

效果：

四、DMA方式多通道采集

4.1 初始化多个 ADC 通道

4.2 ADC多通道配置

  1. 使能扫描转换模式 (Scan Conversion Mode), 使能连续转换模式 (Continuous Conversion Mode)。
  2. ADC 规则组选择转换通道数为 2(Number Of Conversion)。
  3. 配置 Rank 的输入通道。

4.3 配置DMA

给ADC1添加DMA ，设置为连续传输模式，数据长度为字

4.4 编写业务代码:

添加变量。其中 ADC_Value 作为转换数据缓存数组，ad1,ad2 存 储 PA0(转换通道 0),PA1(转换通道 1) 的电压值。

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uint32_t ADC_Value[100]; //转换数据缓存数组
uint8_t i;               
uint32_t ad1,ad2;        // PA0(转换通道 0),PA1(转换通道 1) 的电压值

以 DMA 方式开启 ADC 装换

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void ADC_init()
{
    // ADC校准
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);
    //以 DMA 方式开启 ADC 装换。HAL_ADC_Start_DMA() 函数第二个参数为数据存储起始地址，第三个参数为 DMA 传输数据的长度。
    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&ADC_Value, 100);
}

由于 DMA 采用了连续传输的模式，ADC 采集到的数据会不断传到到存储器中（此处即为数组 ADC_Value）。ADC 采集的数据从 ADC_Value[0] 一直存储到 ADC_Value[99]， 然后采集到的数据又重新存储到 ADC_Value[0]，一直到 ADC_Value[99]。所以 ADC_Value 数组里面的数据会不断被刷新。这个过程中是通过 DMA 控制的，不需要 CPU 参与。我 们只需读取 ADC_Value 里面的数据即可得到 ADC 采集到的数据。其中 ADC_Value[0] 为 通道 0(PA0) 采集的数据，ADC_Value[1] 为通道 1(PA1) 采集的数据，ADC_Value[2] 为通 道 0 采集的数据，如此类推。数组偶数下标的数据为通道 0 采集数据，数组奇数下标的 数据为通道 1 采集数据。

添加应用程序，将采集的数据装换为电压值并输出。

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// ADC测量
void ADC_Meas(void)
{
    ad1 = (float)ADC_Value[0] * (3.3/4096);
    ad2 = (float)ADC_Value[1] * (3.3/4096);

    Usart3DmaPrintf("AD1_value=%1.3f,AD2_value=%1.3f\r\n", ad1,ad2);
    HAL_Delay(10);
    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&ADC_Value, 2);
}

这里值得注意的是我在测量完再次调用了HAL_ADC_Start_DMA，这是由于一个目前尚未解决的bug：开启DMA连续转化后，但是DMA还是只搬运一次就结束了，只好再次开启。目前尚未找到解决办法。但这样也能实现功能。

4.5 效果：

参考链接

  1. https://blog.csdn.net/u012121390/article/details/113363173
  2. https://hui-shao.cn/stm32-adc-dma-continue/
  3. https://www.bilibili.com/video/BV1q4411d7RX/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
电子信息硬件相关 > MCU > STM32
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STM32G0系列ADC入门
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作者
DuRuofu
发布于
2024年1月13日
更新于
2025年1月10日
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