STM32ADC采集规则组和注入组

规则组和注入组简介

在 STM32 的 ADC 模块中，规则组（Regular Group）和 注入组（Injected Group）是两种不同的 ADC 转换模式，分别用于处理不同优先级和触发条件下的 ADC 转换需求。

规则组（Regular Group）

定义

规则组用于 常规的 ADC 转换任务。规则组可以包含多个通道（从通道 0 到 18，具体通道数量取决于 STM32 的型号），并按预先配置的顺序依次完成这些通道的转换。

特点

• 低优先级：
  • 相对于注入组，规则组的优先级较低。当注入组被触发时，规则组的转换会被暂停。
• 支持多通道转换：
  • 规则组可以按照用户配置的序列（ADC_SQRx 寄存器）依次完成多个通道的转换。
• 触发方式灵活：
  • 规则组支持软件触发（手动启动转换）和硬件触发（例如定时器、外部事件等）。
• 支持连续转换：
  • 规则组支持循环模式（Continuous Conversion Mode），可以不断循环采样。
• 数据读取：
  • 每次转换结果存储在 ADC_DR 寄存器中，可以通过 EOC（End of Conversion）标志或 DMA 传输读取数据。

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规则组的配置

1. 选择规则组通道数量：
   • 配置规则组序列的通道数量（L[3:0]，位于 ADC_SQR1 寄存器中）。
   • L 决定规则组中通道的数量。例如 L = 2 表示规则组包含 3 个通道（通道编号从 0 开始计数）。
2. 设置规则组序列：
   • 配置每个通道的顺序，使用 ADC_SQR1、ADC_SQR2 和 ADC_SQR3 寄存器。
   • 每个通道编号占用 5 位（支持 0 到 18 通道）。
3. 选择触发方式：
   • 软件触发：通过设置 ADC_CR 寄存器中的 ADSTART 位启动规则组转换。
   • 硬件触发：配置 ADC_CFGR 寄存器的触发源（例如定时器或外部事件）。
4. 选择采样时间：
   • 每个通道的采样时间可以单独配置，使用 ADC_SMPRx 寄存器。
5. 启用 DMA（可选）：
   • 如果规则组是多通道转换，建议使用 DMA 将转换结果传输到内存。

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规则组的数据读取

• 每次通道转换完成后，转换结果存储在 ADC_DR 寄存器中。
• 如果是多通道序列，DMA 会自动将每次转换结果存储到内存。
• 在中断模式下，可以通过 EOC（End of Conversion）或 EOS（End of Sequence）中断读取数据。

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规则组的应用场景

• 处理周期性或低优先级的 ADC 转换任务。
• 使用定时器或软件触发来采集传感器数据，例如温度传感器、光线传感器等。
• 多通道采集时，通过规则组进行顺序采样并配合 DMA 自动处理数据。

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注入组（Injected Group）

定义

注入组是一种 高优先级的 ADC 转换任务，通常用于实时性要求较高的场景。注入组可以包含多个通道，但优先级高于规则组，在触发时可以立即中断规则组的转换。

特点

• 高优先级：
  • 相对于规则组，注入组具有更高的优先级。当注入组被触发时，会立即中断规则组的转换。
• 支持多通道转换：
  • 注入组同样支持多通道（最多 4 个通道），可以按用户配置的顺序依次采样。
• 独立的触发源：
  • 注入组需要单独配置触发源，支持外部触发和软件触发。
• 单独的数据存储：
  • 注入组的转换结果存储在独立的 ADC_JDRx 寄存器中。
• 无连续模式：
  • 注入组只支持单次转换，不支持循环模式（不能像规则组那样自动重复转换）。

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注入组的配置

1. 选择注入组通道数量：
   • 注入组最多支持 4 个通道，配置方式通过 JSQR 寄存器（注入序列寄存器）。
2. 设置注入组序列：
   • 使用 ADC_JSQR 配置注入组的通道顺序和数量。
3. 选择触发方式：
   • 软件触发：通过设置 JADSTART 位启动注入组转换。
   • 硬件触发：通过外部事件（如定时器、GPIO 中断）触发。
4. 采样时间配置：
   • 注入组的采样时间与规则组共享（通过 ADC_SMPRx 配置）。
5. 启用自动注入（可选）：
   • 如果需要规则组和注入组同时工作，可以开启自动注入模式（在规则组转换时插入注入组转换）。

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注入组的数据读取

• 每个通道的转换结果存储在独立的 ADC_JDRx 寄存器中（x 表示通道序号）。
• 注入组的转换完成后，会触发 JEOC（注入通道转换完成）或 JEOS（注入序列完成）中断。

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注入组的应用场景

• 处理实时性要求较高的 ADC 转换任务，例如电机控制中的电流采样。
• 在规则组转换过程中，插入紧急或高优先级的采样任务。
• 需要外部触发的特殊采样任务，例如检测某个信号达到特定阈值时的采样。

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规则组和注入组的对比

属性	规则组（Regular Group）	注入组（Injected Group）
优先级	低	高
触发方式	软件触发或硬件触发	软件触发或外部触发
转换序列	支持多通道（最多 16 个）	支持多通道（最多 4 个）
连续模式	支持连续转换	不支持连续转换
转换结果寄存器	ADC_DR	ADC_JDRx
中断	EOC（单次完成），EOS（序列完成）	JEOC（单次完成），JEOS（序列完成）
采样时间配置	独立配置每个通道	与规则组共享
主要应用场景	常规采样任务，如传感器数据采集	实时性强的任务，如电机电流采样

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规则组与注入组的结合使用

在某些复杂的场景中，可以将规则组和注入组结合使用：

• 规则组：处理周期性或低优先级任务，采集传感器数据。
• 注入组：处理紧急或高优先级任务，例如外部触发的信号采集。
  结合使用时，注入组可以在规则组转换过程中被触发，并插入转换任务。转换完成后，规则组会继续执行未完成的转换。

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总结

• 规则组 是常规任务的首选，适合需要多通道连续转换或定期采样的场景。
• 注入组 是高优先级任务的首选，适合实时性要求高、需要外部事件触发的采样任务。
• 它们各自独立又可以协同工作，通过合理配置，可以满足复杂应用中的各种 ADC 转换需求。

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