STM32——ADC采样实验（多通道（DMA方式/非DMA方式））

（前言：单片机型号是STM32G030xx）

1、ADC代码

1.1、初始化函数

void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  hadc1.Instance = ADC1;                                  // ADC1
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV12;      // ADC时钟分频值
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_10B;             // 分辨率是10，将输入电压转换为一个10位的二进制数字(1023)
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;             // 数据右对齐，ADC转换结果的低位对齐到数据寄存器的最低有效位（LSB）
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE;              // 扫描模式使能，可以依次进行多个通道的转换
  hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;          // 单次转换，每次触发只进行一次转换
  hadc1.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;                  // 禁止低功耗自动等待模式
  hadc1.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;              // 禁止低功耗自动关机模式
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;                 // 持续转换，转换完成后自动开始下一次转换
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 3;                         // 每次扫描转换的通道数量为3个
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;       // ADC的触发方式为软件触发，即由软件启动转换
  hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;  // 外部触发边缘设置为无，因为这里是软件触发
  hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;                        // 启用DMA连续请求，使得DMA可以连续地从ADC缓冲区中读取转换数据
  hadc1.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;                      // 当发生数据覆盖时，保留最新的数据
  hadc1.Init.SamplingTimeCommon1 = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;         // 设置第一个通道的采样时间为1.5个时钟周期
  hadc1.Init.SamplingTimeCommon2 = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;         // 设置第二个和第三个通道的采样时间为1.5个时钟周期
  hadc1.Init.OversamplingMode = DISABLE;                            // 禁用过采样模式
  hadc1.Init.TriggerFrequencyMode = ADC_TRIGGER_FREQ_HIGH;          // 设置ADC触发频率模式为高频率模式
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_4;                    // 配置第一个ADC通道为通道4
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;                  // 设置第一个通道的转换排名为第1
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLINGTIME_COMMON_1;   // 设置第一个通道的采样时间为共用的1号采样时间
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_5;          // rh_adc
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }


  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_7;          // 配置第三个ADC通道为通道7（对应th1）
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_3;        // 第三个通道的转换排名为第3
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);//校准

}

void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};                 // 定义并初始化一个外设时钟初始化结构体
  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
    PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;     // 选择ADC作为外设时钟
    PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_SYSCLK;  // 择系统时钟作为ADC时钟源
    if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)    // 配置外设时钟，如果失败则调用错误处理函数
    {
      Error_Handler();
    }

    /* ADC1 clock enable */
    __HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();                                 // 启用ADC1的时钟

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                               // 启用GPIOA端口的时钟

    /**ADC1 GPIO Configuration
    PA7     ------> ADC1_IN7      th1
    PA5     ------> ADC1_IN5      rh_adc
    PA4     ------> ADC1_IN4      key_adc
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /* ADC1 DMA Init */
    /* ADC1 Init */
    hdma_adc1.Instance = DMA1_Channel1;                           // 设置DMA实例为DMA1的通道1
    hdma_adc1.Init.Request = DMA_REQUEST_ADC1;                    // 请求映射到ADC1
    hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;              // 数据传输方向：从外设到内存
    hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;                  // 外设地址不递增
    hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;                      // 内存地址递增
    hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; // 外设数据对齐方式：半字（16位）
    hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;    // 内存数据对齐方式：半字（16位）
    hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;                           // DMA工作在循环模式
    hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_VERY_HIGH;             // DMA优先级设置为非常高
    if (HAL_DMA_Init(&hdma_adc1) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

    __HAL_LINKDMA(adcHandle,DMA_Handle,hdma_adc1);                // 将DMA句柄链接到ADC句柄

  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END ADC1_MspInit 1 */
  }
}


/***************DMA初始化函数******************/
void MX_DMA_Init(void)
{

  /* DMA controller clock enable */
  __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);

}

1.2、DMA方式读取AD值

uint16_t adc_val[3];  // 检测输出的ADC值
int main()
{
    // DMA初始化函数要放在ADC初始化前
    MX_DMA_Init();
    // ADC初始化
    MX_ADC1_Init();

    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)adc_val, 3);
    
    // 其他

    while(1){

    }

}

只需要在使用的时候开启就会一直转换，并且按通道顺序存储在adc_val数组内。

1.3、非DMA方式读取AD值

完全使用轮询的方式不能使用扫描模式（一般多通道需要使用扫描模式），但是我们使用的是轮询所以我们先用配置成一个通道或者不配置（由于使用STM32CubeMX配置多通道扫描模式不无法被关闭的，所以我们先用STM32CubeMX配置成一个通道）。

#define CHANEL_BUF_SIZE 1
#define ADC_CHANNEL_NUM   3
#define ADC_BUF_SIZE    (CHANEL_BUF_SIZE*ADC_CHANNEL_NUM)

uint16_t adc_buf[ADC_BUF_SIZE];

ADC_HandleTypeDef hadc1;

/* ADC1 init function */
void MX_ADC1_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 0 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 0 */

  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 1 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 1 */

  /** Configure the global features of the ADC (Clock, Resolution, Data Alignment and number of conversion)
  */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV12;
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_10B;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;        // 不启动扫描模式
  hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
  hadc1.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
  hadc1.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;           // 关闭连续转换
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;                    // 配置为1
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;  
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
  hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;        // 关闭DMA连续需求
  hadc1.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_OVERWRITTEN;
  hadc1.Init.SamplingTimeCommon1 = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES_5;
  hadc1.Init.SamplingTimeCommon2 = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES_5;
  hadc1.Init.OversamplingMode = DISABLE;
  hadc1.Init.TriggerFrequencyMode = ADC_TRIGGER_FREQ_HIGH;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_4;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLINGTIME_COMMON_1;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 2 */

}

void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};
  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END ADC1_MspInit 0 */

  /** Initializes the peripherals clocks
  */
    PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
    PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_SYSCLK;
    if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

    /* ADC1 clock enable */
    __HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**ADC1 GPIO Configuration
    PA4     ------> ADC1_IN4
    PA5     ------> ADC1_IN5
    PA7     ------> ADC1_IN7
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END ADC1_MspInit 1 */
  }
}

/* USER CODE BEGIN 1 */
void adc_channel_set(uint32_t ch)
{
    /* 配置对应ADC通道 */
    ADC_ChannelConfTypeDef adc_channel; 

    adc_channel.Channel = ch;
    adc_channel.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    adc_channel.SamplingTime = ADC_SAMPLINGTIME_COMMON_1;
    if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &adc_channel) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
}

void get_adc_value(void)
{
  uint32_t i,tmp;
  for(i = 0;i < ADC_BUF_SIZE; i+=ADC_CHANNEL_NUM)
  {
      tmp = i;
      adc_channel_set(ADC_CHANNEL_4);
      HAL_ADC_Start(&hadc1);
      if(HAL_OK == HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,100))
      adc_buf[tmp] =HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
	  
      tmp++;
      adc_channel_set(ADC_CHANNEL_5);
      HAL_ADC_Start(&hadc1);
      if(HAL_OK == HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,100))
      adc_buf[tmp] =HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

      tmp++;
      adc_channel_set(ADC_CHANNEL_7);
      HAL_ADC_Start(&hadc1);
      if(HAL_OK == HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,100))
      adc_buf[tmp] =HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
  }
}


// 在main函数中的while去调用

int main()
{
    // ADC初始化函数
    MX_ADC1_Init();
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);    //校准
    // .......


    while(1){
       get_adc_value();
       // 其他逻辑操作 
    
    }

}

2、ADC理论部分

（待定）

（如有错误，请指正，谢谢）

参考1：STM32CubeMX | HAL库的ADC多通道数据采集（轮训、DMA、DMA+TIM)、读取内部传感器温度_tim+adc+dma采集-优快云博客

参考2：ADC采样时间、采样周期、采样频率计算方法 - SymPny - 博客园

参考3：

STM32: ADC采样频率及相应时间的确定_adc采样频率计算公式-优快云博客