STM32学习笔记—定时器触发ADC采集+DMA转运数据(基于标准库)

        最近处于电赛准备期间,我们组准备做信号的题目,我作为软件打下手的,需要了解些信号处理的一些基本算法,比如说FFT。我也看了很多网上的教程,基本上也把FFT摸得大差不差,今天我们先讲一下怎么通过定时器2触发ADC1采集,然后在通过DMA1把数据转运出去。

        通过查找数据手册相关内容,我找到了定时器外部触发的条件,这样的外部触发事件一共是有8个,我打算用的是通用定时器2(TIM2)的CC2时间触发(也就是TIM的输出比较模式0),数据手册上说的是,只有它的上升沿可以启动转换,也就是说我们生成的PWM的周期就是我们ADC1的采样周期,通过设置ARR和PSC的值我们可以很方便的控制采样频率。

         现在程序的大概框架我们也就知道了,先用定时器2的输出比较模式生成一个PWM,ADC1设置成外部触发模式,然后在通过DMA1转运ADC1的采样数据。那就让我们开始代码的编写吧!

1:GPIO初始化(设置PA1为模拟输入口)

void MyGPIO_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启gpio时钟
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;			//设置PA1为模拟输入
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
}

2.ADC1初始化 设置为外部触发模式

void MyADC1_Init(void)
{
	MyGPIO_Init();										//设置PA1为ADC1模拟输入口
	
	/*==================1.开启ADC1RCC时钟===============*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//开启ADC1时钟
	
	/*==================2.复位ADC1 设置ADC1分频因子===============*/
	ADC_DeInit(ADC1);								   //复位ADC1 全部寄存器设置为缺省值
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);				   //设置ADC1分频因子 12MHz
	
	/*==================3.ADC1初始化===============*/
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	   //设置ADC1模式:独立模式
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;		   //不开启扫描模式
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   //不开启连续转换模式
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2;//启动规则转换组转换时间:TIM2的通道2
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//数据对其模式:右对齐
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;			   //转换的数量:1
	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);
	
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);//为所选的ADC常规通道配置其在序列器中的相应等级及其采样时间。
	ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1,ENABLE);              //启用外部触发ADC1转换
	
	/*==================4.使能ADC1并校准===============*/
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);							   //启用ADC1
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);						   //ADC1复位校准
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));		   //等待复位校准完成
	ADC_StartCalibration(ADC1);						   //ADC1 开始校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));             //等待ADC校准完成
}

3.定时器初始化 输出比较模式生成PWM

void MyTIM2_Init(uint16_t arr,uint16_t psc)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	/*==============1.初始化TIM2=============*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = arr - 1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = psc - 1;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	/*==============2.配置TIM2PWM模式=============*/
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;				//设置输出模式:PWM模式
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//设置比较输出使能:
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;		//设置ref为有效电平时 输出高电平
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = arr/2;							//输出占空比:50%的PWM波
	TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);
	
	//TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE);							//PWM输出使能
	TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);										//ADC1失能	初始化全部完成在开启定时器
}

注意:在这里我看到网上有些教程说的是,这里需要加一个TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE),我查了下数据手册发现这个函数是高级定时器使用的,通用定时器用了可能会让程序出现问题(这个是我自己查的 具体的我也忘记在哪了)我转到函数定义也看了下,定义上也是没有TIM2的。所以我的推荐还是不要写!!!!!

 4.DMA初始化

void MyDMA1_Init(void)
{
	/*===============使能DMA输出==============*/
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
	
	/*===============初始化DMA通道==============*/
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
	DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = NPT;
	DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
	DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)adc_value;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
	DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
	DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStruct);
	
	/*===============使能DMA中断==============*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel1_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
	
	DMA_ITConfig (DMA1_Channel1,DMA_IT_TC|DMA_IT_HT,ENABLE);//使能DMA1中断
	
	/*==================使能ADC1DMA发送===================*/
	ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);
	
	/*==================使能DMA1通道1 开启传输===================*/
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);
}

PS:DMA这里我是给他开了个中断 是准备在回调函数里面进行数据处理

5.主函数部分

    MyTIM2_Init(10,72);//100KHz
	MyADC1_Init();
	MyDMA1_Init();
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定时器 开始触发ADC采样

        实验现象我就不放了,因为我把核心板从面包板上拆下来了,不想在弄了,太麻蛋了,你们自己弄着测一下吧,下课!!!!! 

<think>好的,我现在要帮助用户了解如何通过定时器触发ADC进行周期性数据采集。根据用户提供的引用内容,我需要整合这些信息,并按照系统级指令来组织回答。首先,我需要确保回答结构清晰,分步骤说明实现方法,同时正确引用提供的参考资料。 首先,我应该从引用中提取关键点。引用[1]提到STM32中使用定时器触发ADC转换,结合DMA传输,这样可以避免频繁中断,提高效率。引用[2]讨论了STM8单片机中定时器触发ADC采样的优势,确保时间间隔固定,减少误差。引用[3]和[4]则详细介绍了STM32F030的具体配置步骤,包括定时器ADCDMA的设置,以及代码示例和应用场景。 接下来,我需要将这些信息综合成一个逻辑清晰的步骤指南。可能需要分为硬件配置、定时器设置、ADC配置、DMA配置以及中断处理这几个部分。同时,需要确保使用正确的LaTeX格式,比如变量和公式要用$...$,独立公式用$$...$$,并且生成相关问题。 另外,要注意用户可能的需求,比如具体的配置步骤、代码示例,以及如何验证采集周期是否准确。需要确保每个步骤都有对应的引用支持,比如在定时器配置部分引用[3],在ADCDMA部分引用[1]和[3]。 还需要检查是否有遗漏的关键点,比如触发模式的选择(定时器触发),DMA的循环模式,中断的使用等。确保每个配置步骤都说明清楚,比如预分频系数和自动重装载值的计算,ADC的扫描模式和多通道配置,DMA数据传输方向等。 最后,生成相关问题时要围绕主题,可能涉及性能优化、误差分析、多通道扩展和实际应用场景。这些问题应该帮助用户进一步深入理解定时器触发ADC采集的不同方面。 现在需要将这些思考整理成一个连贯的回答,确保符合格式要求,正确引用,并自然融入LaTeX公式和代码块。同时,保持语言简洁明了,帮助用户逐步理解和实现功能。</think>### 定时器触发ADC周期性采集实现方法 通过定时器触发ADC实现周期性数据采集的核心在于**硬件触发信号同步**和**DMA高效传输**。以下是具体实现步骤: --- #### 1. **硬件配置** - **定时器ADC时钟同步**:确保定时器ADC使用相同的时钟源(如APB时钟)以保证时间基准一致[^3]。 - **触发信号映射**:将定时器的更新事件(如TIMx_TRGO)映射为ADC的外部触发信号。例如,STM32中可配置定时器触发输出为$TRGO\_Update$[^1]。 --- #### 2. **定时器配置** 配置定时器以生成固定间隔的触发脉冲,公式为: $$ \text{触发周期} = \frac{(预分频系数 + 1) \times (自动重装载值 + 1)}{定时器时钟频率} $$ ```c // STM32示例:配置TIM2,触发周期1ms(假设时钟72MHz) TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct; TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = 7200 - 1; // 分频后时钟=10kHz TIM_InitStruct.TIM_Period = 10 - 1; // 10个周期触发一次 → 1ms TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStruct); TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); // 设置触发输出 ``` --- #### 3. **ADC配置** - **触发模式**:设置ADC为外部触发模式(如`ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO`)[^1]。 - **多通道扫描**:启用扫描模式并配置通道顺序,例如: ```c ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 禁用连续转换 ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO; ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE; // 启用扫描模式 ``` --- #### 4. **DMA配置** 通过DMA实现自动数据传输,避免CPU干预: - **循环模式**:DMA配置为循环传输,确保数据持续更新。 - **数据对齐**:根据ADC分辨率设置数据宽度(如12位对齐)。 ```c DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式 DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = ENABLE; // 内存地址自增 DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; ``` --- #### 5. **中断与数据处理** - **DMA传输完成中断**:在DMA完成一次传输后触发中断,读取缓冲区数据。 - **数据校验**:通过定时器计数值验证实际采样间隔是否匹配理论值[^2]。 --- ### 关键优势 - **低CPU占用**:DMA传输减少中断频率,适用于实时系统[^4]。 - **高精度**:硬件触发避免软件延迟,误差可控制在$±0.1\%$以内[^2]。 ---
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