一、ADC的三种工作方式及优缺点

1.查询模式:查询模式下,占用CUP时间较多,cup效率较低。

2.中断模式:相比查询模式大大释放了cup,提高了cup的利用率。

3.DMA模式:该模式下基本不占用cup,能直接将ADC采集的数据存储到存储器。

二、ADC的转换方式

转换方式需要根据情况搭配使用,分为扫描模式(Scan Conversion mode)、连续转换模式(Continuous Conversion Mode)和间断模式(Discontinuous Conversion Mode)。

ADC单通道转换:

“单次转换模式,扫描模式关闭”:只进行一次转换,不过可以持续使能ADC达到不断采集的的。

“连续转换模式,扫描模式关闭”:使能一次ADC后,能够连续转换。

ADC多通道转换:

单次转换模式”,扫描模式开启”:每个通道转换完一次后结束转换,但可以通过持续使能ADC不断进行多通道连续采集。

“连续转换模式”,扫描模式开启”:每个通道转换完之后还能继续循环转换,不需要反复使能ADC。

多通道必须开启扫描模式。



三、ADC之查询模式(阻塞模式)

1、流程:

①开启ADC:调用HAL_ADC_Start(),开启ADC。

②等待EOC标志位:调用查询函数HAL_ADC_PollForConversion(),等待ADC转化结束,CUP在这段时间内不能干其他事,所以查询方式降低了CUP的使用率。

③读取寄存器数据:调用HAL_ADC_GetValue()。

2、STM32CUBEMX配置(ADC部分)

使用的stm32f103zet6正点原子精英版,通过打开ADC1的通道1(PA1)。

Data Alignment : 可选左对齐或右对齐。

Conversion Mode:由于只使用了一个通道,关闭就行。

Continuous Conversion Mode:这里关闭,我们使用软件开启ADC。

Discontinuous Conversion Mode:单通道模式间断模式自动关闭,不可选。

Enable Regular Conversions:是否使能转换,开启规则转换。

Number Of Conversion:转换的通道数,单通道当然只能是1。

External Trigger Conversion Source:选择由软件触发采集。

Rank :每个通道的编号,

每个Rank有如下参数配置:

Channel:所选择的通道

Sampling Time:每次采集ADC所需要的时间(采样周期),T = 采样周期+ 12.5个周期,(其中1周期为1/ADCCLK,设置的ADC时钟频率为12M),这里我设置的ADC的采样周期为1.5Cycles,所以转化一次总的时间T=(1.5+12.5)/12=1.167us。补充:采样周期越长,越准确,这里存在一个竞争冒险的关系。

3、软件配置

在adc.h文件添加代码:

/* USER CODE BEGIN 1 */获取ADC的值uint16_t Get_adc(uint16_t ch){HAL_ADC_Start(&hadc1);  //先开启ADCHAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,1);//查询函数,查询EOC标志位。每次采样,CUP在这里都要                                        //等待采样完成才能进行下一步,这段时间CUP没有干其他                                        //事,所以降低了CUP使用率return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);    //得到ADC的值} /获取times次采样值的平均值///uint16_t Get_ADC_Average(uint16_t ch,uint8_t times){   uint32_t ADC_Sum=0; uint8_t i;   for(i=0;i<times;i++) { ADC_Sum+=Get_adc(ch); HAL_Delay(5); } return ADC_Sum/times;                //对times次样品值取平均,使采样值更加准确}/* USER CODE END 1 */

在main..c的初始化代码段定义一个uint16_t ADC_Value1;在while中添加一下代码(串口自己配置,可参考串口通信)

  /* USER CODE BEGIN 1 */    uint16_t ADC_Value1;    //  /* USER CODE END 1 */   /* Configure the system clock */  SystemClock_Config();  /* USER CODE BEGIN SysInit */  /* USER CODE END SysInit */  /* Initialize all configured peripherals */  MX_GPIO_Init();  MX_USART1_UART_Init();  MX_ADC1_Init();  /* USER CODE BEGIN 2 */    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);//开启ADC之前校准一下  /* USER CODE END 2 */  while (1)  {ADC_Value1=Get_ADC_Average(ADC_CHANNEL_1,10);//得到10次采样值的均值printf("ADC:%d\n",ADC_Value1);HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);HAL_Delay(1);  }

ADC查询模式小总结:在关闭间断模式的情况下,多通道采集尽量不使用ADC查询模式进行,不然采样值容易出错,如果要用一定要开启间断采样模式。

四、多通道查询模式

1.STM32CUBEMX配置

开启ADC1的四个通道

2.软件配置

在main.c中添加:

int main(void){  /* USER CODE BEGIN 1 */    uint16_t ADC_Value1,i; uint16_t adcbuf[4];    //四个通道采样数据存储的数组  /* USER CODE END 1 */  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */  HAL_Init();  /* USER CODE BEGIN Init */  /* USER CODE END Init */  /* Configure the system clock */  SystemClock_Config();  /* USER CODE BEGIN SysInit */  /* USER CODE END SysInit */  /* Initialize all configured peripherals */  MX_GPIO_Init();  MX_USART1_UART_Init();  MX_ADC1_Init();  /* USER CODE BEGIN 2 */  HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);   //开启adc前校准一下ADC  /* USER CODE END 2 */  /* Infinite loop */  /* USER CODE BEGIN WHILE */  while (1)  {for(i=1;i<5;i++){HAL_ADC_Start(&hadc1);   //由于没有开启连续转换,每次转换前需要软件开启adcHAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10);//轮询等待ADC转换完成adcbuf[i]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);     //将四个通道的采样值存在数组里printf("adc_ch%d:  %d  \n\r",i,adcbuf[i]);}     HAL_ADC_Stop(&hadc1);//关闭ADC  HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);HAL_Delay(100);    /* USER CODE END WHILE */    /* USER CODE BEGIN 3 */  }  /* USER CODE END 3 */}

五、ADC之中断模式(单通道)

1、流程

①启动ADC,使能中断

②等待中断触发

③在中断中读取寄存器数据

2、STM32CUBEMX配置(ADC部分)

ADC的中断模式和单通道采样一样,只是多使能了一下adc中断。

3、软件配置

只需在while()的上面校准adc和开启ADC。

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);

在ADC的回调函数里面添加:

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)//回调函数{uint16_t Adc_Value;Adc_Value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);  printf("adc_value:%d\n",Adc_Value);}

六、ADC之DMA(多通道)

1、流程

启动ADC

②配置DMA缓冲区

③读取缓冲区数据

2、STM32CUBEMX配置(ADC部分)

开启ADC1的通道1和2。

3、软件配置

main.c

int main(void){  /* USER CODE BEGIN 1 */   uint16_t ADC_Value1,i;uint16_t AD_Buf[2]={0};//两个通道采集数据存在这个数组里面  /* USER CODE END 1 */  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */  HAL_Init();  /* USER CODE BEGIN Init */  /* USER CODE END Init */  /* Configure the system clock */  SystemClock_Config();  /* USER CODE BEGIN SysInit */  /* USER CODE END SysInit */  /* Initialize all configured peripherals */  MX_GPIO_Init();  MX_USART1_UART_Init();  MX_DMA_Init();  MX_ADC1_Init();  /* USER CODE BEGIN 2 */ HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)&AD_Buf,2);//开启ADC的DMA,采集的数据直接放入                                                      AD_Buf这个数组里,操作简单。  /* USER CODE END 2 */  while (1)  {printf("AD1=%d\n\r",AD_Buf[0]);        printf("AD2=%d\n\r",AD_Buf[1]);HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);HAL_Delay(20);  }}

ADC的DMA模式小总结:DMA模式最简单,并且采样过程基本不会影响CPU,一般使用ADC的MDA模式进行采样。