STM32HAL库单ADC+DMA学习及测试记录

fangchenxin

已于 2022-10-06 23:03:49 修改

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文章标签： stm32 学习单片机

于 2022-09-21 17:22:03 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_62592252/article/details/126880552

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使用CubeMX可以方便地进行配置，在自动生成代码后只需在main函数中加入相应启动函数或是读取数据函数即可实现基本功能。

使用单片机为STM32F103ZET6，下图为ADC设置页面。

在只启用一个ADC时，Common_Settings中的Mode只能选择独立模式，Setings下依次是数据对齐（Data Alignment）、扫描模式(Scan Conversion Mode)、连续模式(Continuous Conversion Mode)、不连续模式(Discontinuous Conversion Mode)，Regular_ConversionMode和Injiected_ConversionMode是两种不同转换模式，此篇暂只讨论Regular_ConversionMode即常规转换。此外ADC功能还有看门狗（WatchDog），可以监测数值是否在规定范围内，不详细介绍。

引脚设置

使用CubeMX配置时首先需要使能相关引脚，一种方法是在ADC页面的复选框中勾选需要使用的输入通道，可以自动设置对应引脚的模式，免去了自行查找引脚的麻烦。若已知所需ADC功能引脚也可以直接选择所需的引脚进行配置。

在将引脚配置为ADC输入(ADCx_INx)时不会自动设置引脚为模拟模式(GPIO_Analog)，需自行设置。但实际上即使不手动设置为模拟模式对于ADC功能也没有影响，在设置为ADC模式时引脚只能被设置为模拟模式，在ADC界面下的GPIO设置选项卡中可以看到所有引脚都被自动设为了模拟模式，通过生成的代码也可以看到引脚被自动设为了模拟模式。

个人认为此处的GPIO_Analog选项是针对普通IO输入的设置，对于ADC功能则无需选择。如PA6选择了ADC1_IN6选项，若选上GPIO_Analog选项，则无法直接在ADC页面复选框中直接选择该通道，并以红色标注，如下图。

选择了GPIO_Analog选项的引脚可以在GPIO页面选择显示外设时被看到，PA6则未被显示，只能在选择显示全部时被看到。

不过当没有选择GPIO_Analog选项的引脚时，只选择了ADC_IN引脚也可以被显示。

常规模式

单通道

默认如下图所示，扫描模式是Disable，且此时无法使能，仅在有多通道时可以使用；连续模式和不连续模式都是Disable，不连续的Enable选项此时不可选。由字面看，连续模式和不连续模式是相互矛盾的，一种为真时另一种则为假，当设置其一为Enable时，另一只能选Disable，而看起来分别列出连续模式和不连续模式似乎有些多余，但测试表明并非如此，经后续DMA部分测试发现二者同时为Disable是一种独立的状态，加上连续模式或不连续模式为Enable的情况共有三种模式。

在默认基础上不改变其他设置，分别将连续模式设置Enable和Disable模式，使用HAL_ADC_GetValue查询获取值，并未发现不同现象，均为每查询一次返回一次值。

多通道

将转换数（Number Of Conversion）增加到3，此时自动切换到扫描模式且不能取消，即扫描模式是根据转换数（Number Of Conversion）强制自动切换的，数量为1时关闭，大于1时打开。此时不连续模式可以使能，使用HAL_ADC_Start_DMA查询获取值时应设置为不连续模式，使能不连续模式后出现不连续转换数选项，为使每个值都能被依次接收，此项应设为1，否则若设为n，将丢失后n-1次采集的ADC值。若使用连续模式，会发现不同通道数据随机乱序出现在所有相关变量中，原因为查询速率和连续转换速率不同步。

Rank选项数量随转换数（Number Of Conversion）改变，每一个Rank选项对应一个通道，在其中可以选择采集数值的通道，不同Rank中此项可以相同，ADC工作时将从Rank1开始依次采集对应通道，全部完成后再次从Rank1开始采集，可以通过设置Rank对应的通道实现按特定顺序对通道数值多次采集。

采样时间（Sampling Time）需根据外围电路阻值进行设置，由于ADC内部为一组电容，利用二分法，通过电容完全充放电时间来测量电压。当外部电阻增大时电容充电所需时间增加，要相应延长采样时间，否则无法准确测量输入值。

DMA

在DMA选项卡中Add添加ADC通道即可，右下两选项分别为外设和存储的地址递增，在只有一个ADC时无法选择外设地址递增。勾选存储地址递增可以实现将不同通道数分别存到数组不同位置，数组元素个数应大于等于HAL_ADC_Start_DMA中设置的数值。不勾选存储地址递增则只能存在基址位置。

DMA有Normal和Circular两种模式，Normal模式每使用一次start函数读取一次，Circular模式start后将持续搬运数值。Normal模式时连续、不连续模式选项都需要设为Disable,若设连续模式为Enable，则读取的数值为乱序，若设不连续模式为Enable，则无法读出数。使用Normal模式时设置如下二图。

将DMA模式设置为Circular模式时，需设连续模式为Enable，否则无法读出数据。需要注意此时由于DMA不断向目标变量中搬运数值，会导致此时此值无法被正常读取，但可以观察到变量中存入了DMA传入的数值，在此例中HAL_ADC_Start_DMA中设置的数值等于通道数为3时无法正常将值赋给其他变量，改为21留出足够空余时间后可以正常运行。