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APM32F4073ADC+DMA连续采样示例

院士
2025-09-10 18:03:56     打赏

APM32F407微控制器中的模数转换器(ADC)是一种12位逐次逼近型转换器,用于将模拟信号(如电压)转换为数字值,支持高精度数据采集。该模块具备以下核心特性:
主要特性
    分辨率与精度:支持12位、10位、8位或6位可配置分辨率,最小量化误差低,可通过自校准提升精度。输入电压范围由VREF-至VREF+(典型值VREF+连接VDDA=3.3V)。
    通道配置:
        最多24个外部通道:每个 ADC 最多有 16 个外部通道、3个内部通道(温度传感器、内部参考电压VREFINT和备份电压)、以及VBAT电池监控通道。
        通道分为规则组(最多16通道,用于常规转换)和注入组(最多4通道,支持高优先级中断式转换)。
    转换模式:
        支持单次转换、连续转换、扫描模式(自动顺序转换多个通道)和间断模式(分组触发)。
        双重或三重ADC模式(ADC1与ADC2和ADC3可协同工作)。
    数据处理:结果以左对齐或右对齐16位数据寄存器存储,支持DMA传输(减少CPU开销)和中断机制(用于转换结束或看门狗事件)。
    其他功能:软件或外部触发启动转换,采样时间按通道可编程,模拟看门狗监控输入阈值超限。
    采样速率:支持最高2.4 MSPS(每秒百万次采样)的单通道速度;通过交替模式,可提升至7.2 MSPS,满足高速数据应用需求。
APM32F407的有三个ADC,除了可以每个ADC单独工作外,还有双重ADC和三重ADC模式,可以实现更丰富的功能。接下来就测试下三重ADC的同时规则模式,三个ADC同时采各种的通道,实现多通道ADC采样有更快的速度。

首先是ADC和DMA的初始化

void ADC_Init(void)
{
    GPIO_Config_T gpioConfig;
    ADC_Config_T  adcConfig;
    ADC_CommonConfig_T adcCommonConfig;

    /* RCM Enable*/
    RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOA|RCM_AHB1_PERIPH_GPIOB|RCM_AHB1_PERIPH_GPIOC);

    /* GPIO Configuration */
    GPIO_ConfigStructInit(&gpioConfig);
    gpioConfig.pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6;
    gpioConfig.mode = GPIO_MODE_AN;
    gpioConfig.pupd = GPIO_PUPD_NOPULL;
    GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfig);
                
    GPIO_ConfigStructInit(&gpioConfig);
    gpioConfig.pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;
    gpioConfig.mode = GPIO_MODE_AN;
    gpioConfig.pupd = GPIO_PUPD_NOPULL;
    GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfig);
        
     GPIO_ConfigStructInit(&gpioConfig);
    gpioConfig.pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    gpioConfig.mode = GPIO_MODE_AN;
    gpioConfig.pupd = GPIO_PUPD_NOPULL;
    GPIO_Config(GPIOC, &gpioConfig);

    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_ADC1);
    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_ADC2);
    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_ADC3);
    ADC_Reset();

    /* ADC Common Configuration */
    adcCommonConfig.mode        = ADC_MODE_TRIPLE_REGSIMULT;
    adcCommonConfig.prescaler   = ADC_PRESCALER_DIV6;
    adcCommonConfig.accessMode  = ADC_ACCESS_MODE_1;
    adcCommonConfig.twoSampling = ADC_TWO_SAMPLING_10CYCLES;
    ADC_CommonConfig(&adcCommonConfig);

    /* ADC Configuration */
    ADC_ConfigStructInit(&adcConfig);

    /* Set resolution*/
    adcConfig.resolution = ADC_RESOLUTION_12BIT;
    /* Set dataAlign*/
    adcConfig.dataAlign = ADC_DATA_ALIGN_RIGHT;
    /* Set scanDir*/
    adcConfig.scanConvMode = ENABLE;
    /* Set convMode continous*/
    adcConfig.continuousConvMode = ENABLE;
    /* Set extTrigEdge*/
    adcConfig.extTrigEdge = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;
    /* Set nbrOfConversion*/
    adcConfig.nbrOfChannel = 4;

    ADC_Config(ADC1, &adcConfig);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_0, 1, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_1, 2, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
                ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_2, 3, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_4, 4, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);

    ADC_Config(ADC2, &adcConfig);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_5, 1, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_6, 2, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_8, 3, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_9, 4, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
                
     ADC_Config(ADC3, &adcConfig);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_10, 1, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_11, 2, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_12, 3, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
    ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_13, 4, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
               
                
    ADC_EnableMultiModeDMARequest();

    /* Enable ADC*/
    ADC_Enable(ADC1);
    ADC_Enable(ADC2);
    ADC_Enable(ADC3);
    ADC_SoftwareStartConv(ADC1);
}

主要的配置点:配置为3ADC同步规则模式

adcCommonConfig.mode        = ADC_MODE_TRIPLE_REGSIMULT;

使能连续扫描模式,不使能触发

/* Set scanDir*/
adcConfig.scanConvMode = ENABLE;
/* Set convMode continous*/
adcConfig.continuousConvMode = ENABLE;
/* Set extTrigEdge*/
adcConfig.extTrigEdge = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;

配置各ADC的通道顺序

ADC_Config(ADC1, &adcConfig);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_0, 1, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_1, 2, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_2, 3, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_4, 4, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_Config(ADC2, &adcConfig);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_5, 1, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_6, 2, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_8, 3, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC2, ADC_CHANNEL_9, 4, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_Config(ADC3, &adcConfig);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_10, 1, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_11, 2, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_12, 3, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);
ADC_ConfigRegularChannel(ADC3, ADC_CHANNEL_13, 4, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);

双重或三重 ADC 模式,ADC1 默认为主ADC,其他默认为从 ADC,只需要ADC1开始采样,其他ADC就也能工作。接下来是DMA的配置
查看用户手册,ADC1在DMA2的通道0 数据流0.根据这个进行配置

ADC连续采样01.jpg


void DMA_Init(uint32_t* Buf)
{
    /* DMA Configure */
    DMA_Config_T dmaConfig;

    /* Enable DMA clock */
    RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_DMA2);

    /* size of buffer*/
    dmaConfig.bufferSize = 12;
    /* set memory Data Size*/
    dmaConfig.memoryDataSize = DMA_MEMORY_DATA_SIZE_HALFWORD;
    /* Set peripheral Data Size*/
    dmaConfig.peripheralDataSize = DMA_PERIPHERAL_DATA_SIZE_HALFWORD;
    /* Enable Memory Address increase*/
    dmaConfig.memoryInc = DMA_MEMORY_INC_ENABLE;
    /* Disable Peripheral Address increase*/
    dmaConfig.peripheralInc = DMA_PERIPHERAL_INC_DISABLE;
    /* Reset Circular Mode*/
    dmaConfig.loopMode = DMA_MODE_CIRCULAR;
    /* set priority*/
    dmaConfig.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    /* read from peripheral*/
    dmaConfig.dir = DMA_DIR_PERIPHERALTOMEMORY;
    /* Set memory Address*/
    dmaConfig.memoryBaseAddr = (uint32_t)Buf;
    /* Set Peripheral Address*/
    dmaConfig.peripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC->CDATA;

    dmaConfig.channel          = DMA_CHANNEL_0;
    dmaConfig.fifoMode         = DMA_FIFOMODE_ENABLE;
    dmaConfig.fifoThreshold    = DMA_FIFOTHRESHOLD_HALFFULL;
    dmaConfig.peripheralBurst  = DMA_PERIPHERALBURST_SINGLE;
    dmaConfig.memoryBurst      = DMA_MEMORYBURST_SINGLE;

    DMA_Config(DMA2_Stream0, &dmaConfig);
    NVIC_EnableIRQRequest(DMA2_STR0_IRQn, 0x01, 0x01);
    /* Clear DMA TF flag*/
    DMA_ClearIntFlag(DMA2_Stream0, DMA_INT_TCI**0);

    /* Enable DMA Interrupt*/
    DMA_EnableInterrupt(DMA2_Stream0,DMA_INT_TCI**);
    DMA_Enable(DMA2_Stream0);
}

开启DMA中断,可以在每轮采样完成后进行数据处理

void DMA_IRQHandler(void)
{
        if(DMA_ReadIntFlag(DMA2_Stream0,DMA_INT_TCI**0) != RESET)
        {
                                APM_MINI_LEDToggle(LED2);
                                        ADC1_CH0_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[0]/4095*3.3f;
                                        ADC2_CH5_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[1]/4095*3.3f;
                                        ADC3_CH10_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[2]/4095*3.3f;
                                        
                                        ADC1_CH1_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[3]/4095*3.3f;
                                        ADC2_CH6_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[4]/4095*3.3f;
                                        ADC3_CH11_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[5]/4095*3.3f;
                                        
                                        ADC1_CH2_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[6]/4095*3.3f;
                                        ADC2_CH8_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[7]/4095*3.3f;
                                        ADC3_CH12_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[8]/4095*3.3f;
                                        
                                        ADC1_CH4_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[9]/4095*3.3f;
                                        ADC2_CH9_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[10]/4095*3.3f;
                                        ADC3_CH13_ConvertedValue = (float)DMA_DualConvertedValue[11]/4095*3.3f;
        DMA_ClearIntFlag(DMA2_Stream0,DMA_INT_TCI**0);
        }
}

最后可以使用串口打印,输出采的电压。

int main(void)
{


    USART_Config_T usartConfigStruct;

    /* USART configuration */
    USART_ConfigStructInit(&usartConfigStruct);
    usartConfigStruct.baudRate      = 115200;
    usartConfigStruct.mode          = USART_MODE_TX_RX;
    usartConfigStruct.parity        = USART_PARITY_NONE;
    usartConfigStruct.stopBits      = USART_STOP_BIT_1;
    usartConfigStruct.wordLength    = USART_WORD_LEN_8B;
    usartConfigStruct.hardwareFlow  = USART_HARDWARE_FLOW_NONE;
    APM_MINI_LEDInit(LED2);
    /* COM1 init*/
    APM_MINI_COMInit(COM1, &usartConfigStruct);

    DMA_Init((uint32_t*)DMA_DualConvertedValue);
    ADC_Init();

    while (1)
    {
      Delay(0x1FFFFF);

            printf("\r\nADC CH0: ADC1 Voltage    = %f V \r\n", ADC1_CH0_ConvertedValue);
            printf("ADC CH1: ADC1 Voltage    = %f V \r\n", ADC1_CH1_ConvertedValue);
            printf("ADC CH2: ADC1 Voltage    = %f V \r\n", ADC1_CH2_ConvertedValue);
            printf("ADC CH4: ADC1 Voltage    = %f V \r\n", ADC1_CH4_ConvertedValue);
                        
            printf("ADC CH5: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC2_CH5_ConvertedValue);
            printf("ADC CH6: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC2_CH6_ConvertedValue);
            printf("ADC CH8: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC2_CH8_ConvertedValue);
            printf("ADC CH9: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC2_CH9_ConvertedValue);
                        
                              printf("ADC CH10: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC3_CH10_ConvertedValue);
            printf("ADC CH11: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC3_CH11_ConvertedValue);
            printf("ADC CH12: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC3_CH12_ConvertedValue);
            printf("ADC CH13: ADC2 Voltage    = %f V \r\n", ADC3_CH13_ConvertedValue);
      
     
    }
}

将PA0接到高电平,查看串口打印的就是正确的了。

ADC连续采样02.png





关键词: APM32F407     连续     采样     DMA    

专家
2025-09-11 17:03:07     打赏
2楼

降低分辨率,会提高转换速度吗?不太理解保留8、6位的分辨率是干啥用的。


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