STM32 进阶教程 16 - ADC1与ADC2同步采样

本文详细介绍了STM32中双ADC的同步模式应用,包括同步注入、规则模式等,通过实例展示了如何在STM32F103C8T6上实现双ADC的同步转换,并验证了配置的有效性。

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前言

STM32中在有2个或以上ADC模块的产品中,可以使用双ADC模式。在双ADC模式里,根据ADC1_CR1寄存器中DUALMOD[2:0]位所选的模式,转换的启动可以是ADC1主和ADC2从的交替触发或同步触发。注意: 在双ADC模式里,当转换配置成由外部事件触发时,用户必须将其设置成仅触发主ADC,从ADC设置成软件触发,这样可以防止意外的触发从转换。但是,主和从ADC的外部触发必须同时被激活。

共有6种可能的模式:

同步注入模式

同步规则模式

快速交叉模式

慢速交叉模式

交替触发模式

独立模式

还有可以用下列方式组合使用上面的模式:

同步注入模式 + 同步规则模式

同步规则模式 + 交替触发模式

同步注入模式 + 交叉模式

注意: 在双ADC模式里,为了在主数据寄存器上读取从转换数据,必须使能DMA位,即使不使用DMA传输规则通道数据。

      本节将给大家展示一下如保在STM32中使用双ADC的同步规划模式,关于同步规划模式的说明,在STM32的数据手册中有如下描述:

示例详解

基于硬件平台: STM32F10C8T6最小系统板, MCU 的型号是 STM32F103c8t6, 使用stm32cubemx 工具自动产生的配置工程,使用KEIL5编译代码。

 

 

本示例所用的最小系统板原理图:

 

    1. 关于CUBEMX工具及KEIL工具的操作将不再细讲,如果还有不熟悉的可以查看之前的教程文档。下面直接介绍工程配置:
      1. 系统时钟树

      1. 定时器配置

      1. ADC配置

      1. 引脚配置(本例保持默认即可)

      1. 中断配置(保持默认)

      1. 调整堆栈大:

 

 

 

 

 

    1. 工程代码

 

      1. 在main.c中加入如下代码

 

    1. 编译工程无错误后,调试程序:

 

View->Watch windows->Watch 1打开一个变量观察窗口,将变量ADC_result加入到 Watch 1 观察窗口:

发现变量的高16位也有了结果,为了验证IN4 - ADC2的结果在四个变量的高位16位,分别将PA4 ,PA3, PA2, PA1, PA0 引脚接地查看结果:

Pa4 接地

 

Pa3 接地

 

Pa2 接地

 

Pa1 接地

 

Pa0 接地

 

 

可以看到输出的结果与ADC的配置是对应的,实验成功,其它类型的同步操作与本节内容很类似。

 

OK,本期实验完成!下期见!同时如果大家有什么疑问或是有想了解的其它内容,也欢迎大家留言!!最后喜欢这个公众号的同学们记得加关注了,会有不定期技术干货推出!!

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### STM32 ADC 同步采样的实现方法 在STM32中,特别是像STM32F407这样的型号,可以利用其内置的多个ADC模块来实现同步采样。为了确保不同ADC之间的采样能够严格同步,通常会采用一个共同的触发源,比如定时器。 #### 使用定时器作为触发源 通过配置定时器(如TIM3)作为外部触发事件,可以在每次定时器溢出时同时启动多个ADC进行采样。这种方式不仅简化了编程逻辑,还提高了系统的可靠性精确度[^2]。 ```c // 初始化定时器 TIM3 用于触发 ADC 转换 void MX_TIM3_Init(void) { __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); htim3.Instance = TIM3; htim3.Init.Prescaler = 8399; // 设置预分频值, 根据具体需求调整 htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim3.Init.Period = 999; // 自动重装载值, 控制采样频率 HAL_TIM_Base_Init(&htim3); } ``` #### 配置双路ADC同步工作模式 为了让两个ADC(例如ADC1ADC2)能够在同一个时刻开始转换操作,需要设置它们进入注入组并共享相同的触发条件。此外,在初始化阶段还需要指定这些ADC应该监听哪个定时器产生的更新事件作为自己的触发信号。 ```c static void MX_ADC1_Init(ADC_HandleTypeDef* hadc1) { ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /** Configure the global features of the ADC (Clock, Resolution, Data Alignment and number of conversion) */ hadc1->Instance = ADC1; hadc1->Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4; hadc1->Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; hadc1->Init.ScanConvMode = DISABLE; hadc1->Init.ContinuousConvMode = ENABLE; hadc1->Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc1->Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T3_TRGO; hadc1->Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc1->Init.NbrOfConversion = 1; hadc1->Init.DMAContinuousRequests = ENABLE; hadc1->Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV; if (HAL_ADC_Init(hadc1) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } /** Configure for the selected ADC regular channel its corresponding rank in the sequencer and its sample time. */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; sConfig.Rank = 1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES; if (HAL_ADC_ConfigChannel(hadc1, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } } static void MX_ADC2_Init(ADC_HandleTypeDef* hadc2) { ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /** Similar configuration as above but with different instance name */ ... } ``` #### 利用DMA提高效率 当涉及到大量连续的数据采集任务时,启用DMA可以帮助减轻CPU负担,并使得整个过程更加流畅高效。一旦设置了合适的硬件参数之后,就可以让DMA自动把来自ADC的结果搬运至预先分配好的缓冲区里去。 ```c uint16_t aADCxConvertedData[2][BUFFER_SIZE]; // 定义两个数组分别保存两路ADC数据 if(HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)aADCxConvertedData[0], BUFFER_SIZE)!= HAL_OK){ /* Start DMA transfer for ADC1 failed */ Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } if(HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&aADCxConvertedData)!= HAL_OK){ /* Multi-mode start DMA transfer for both ADC1&ADC2 failed */ Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } ``` 上述代码片段展示了如何基于STM32CubeMX框架下编写程序来完成双路ADC同步采样的基本流程。实际开发过程中可能还需考虑更多细节问题,比如错误处理机制的设计以及性能优化等方面的工作[^3]。
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