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CKS32F4xx系列ADC多通道DMA電壓采集

jf_pJlTbmA9 ? 來(lái)源:中科芯MCU ? 作者:中科芯MCU ? 2023-11-06 16:53 ? 次閱讀
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在上一講單通道ADC電壓采集的基礎(chǔ)上,本節(jié)主要介紹CKS32F4xx系列產(chǎn)品基于DMA傳輸?shù)?a target="_blank">ADC多通道電壓采集轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。

DMA傳輸在ADC中的應(yīng)用

DMA是直接存儲(chǔ)器存取,通常在使用ADC時(shí),需要通過(guò)MCU內(nèi)核不停的讀取數(shù)據(jù),如果使用DMA,那么讀取的過(guò)程會(huì)繞過(guò)MCU,減輕MCU內(nèi)核的處理壓力,這樣有利于資源的充分利用,提高ADC數(shù)據(jù)的處理效率。由于ADC規(guī)則通道組只有一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中,當(dāng)轉(zhuǎn)換多個(gè)通道時(shí),使用DMA還可以避免丟失已經(jīng)存儲(chǔ)在ADC_DR寄存器中的數(shù)據(jù)。在使能DMA模式的情況下,每完成規(guī)則通道組中的一個(gè)通道轉(zhuǎn)換后,都會(huì)生成一個(gè)DMA請(qǐng)求,便可將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)從ADC_DR寄存器傳輸?shù)接弥付ǖ哪繕?biāo)內(nèi)存位置。這樣取代單通道實(shí)驗(yàn)使用中斷服務(wù)的讀取方法,可以實(shí)現(xiàn)多通道ADC應(yīng)用中高速高效的采集。

軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

跟單通道例程一樣,編寫(xiě)兩個(gè)ADC驅(qū)動(dòng)文件,bsp_adc.h和bsp_adc.c,用來(lái)存放ADC所用IO引腳的初始化函數(shù)以及ADC和DMA相關(guān)配置函數(shù),主要流程為:

(1)初始化配置ADC目標(biāo)引腳為模擬輸入模式;

(2)使能ADC時(shí)鐘和DMA時(shí)鐘;

(3)配置DMA從ADC數(shù)據(jù)寄存器傳輸數(shù)據(jù)到指定的存儲(chǔ)區(qū);

(4)配置通用ADC為獨(dú)立模式;

(5)設(shè)置ADC為12位分辨率,啟動(dòng)掃描,連續(xù)轉(zhuǎn)換,不需要外部觸發(fā);

(6)設(shè)置ADC轉(zhuǎn)換通道順序及采樣時(shí)間;

(7)使能DMA請(qǐng)求,DMA在AD轉(zhuǎn)換完自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)到指定的存儲(chǔ)區(qū);

(8)啟動(dòng)ADC模塊;

(9)軟件使能觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換。

這里需要注意的是,在使用ADC+DMA功能時(shí),如果在啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換之后使能DMA,ADC采樣數(shù)據(jù)可能會(huì)出現(xiàn)異常。因此建議先配置ADC及DMA相關(guān)參數(shù),最后啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換。

代碼實(shí)現(xiàn)

受篇幅限制,這里只介紹核心的部分代碼,有些變量的設(shè)置,頭文件的包含等并沒(méi)有涉及到,完整的代碼請(qǐng)參考本課程配套的例程。相關(guān)核心代碼實(shí)現(xiàn)如下:

(1)ADC宏定義

#defineTEMP_NOFCHANEL3
/*=====================通道1IO======================*/
//PB0ADCIO宏定義,可用杜邦線(xiàn)接3V3或者GND來(lái)實(shí)驗(yàn)
#defineTEMP_ADC_GPIO_PORT1GPIOB
#defineTEMP_ADC_GPIO_PIN1GPIO_Pin_0
#defineTEMP_ADC_GPIO_CLK1RCC_AHB1Periph_GPIOB
#defineTEMP_ADC_CHANNEL1ADC_Channel_8
/*=====================通道2IO======================*/
//PB1ADCIO宏定義,可用杜邦線(xiàn)接3V3或者GND來(lái)實(shí)驗(yàn)
#defineTEMP_ADC_GPIO_PORT2GPIOB
#defineTEMP_ADC_GPIO_PIN2GPIO_Pin_1
#defineTEMP_ADC_GPIO_CLK2RCC_AHB1Periph_GPIOB
#defineTEMP_ADC_CHANNEL2ADC_Channel_9
/*=====================通道3IO======================*/
//PA6ADCIO宏定義,可用杜邦線(xiàn)接3V3或者GND來(lái)實(shí)驗(yàn)
#defineTEMP_ADC_GPIO_PORT3GPIOA
#defineTEMP_ADC_GPIO_PIN3GPIO_Pin_6
#defineTEMP_ADC_GPIO_CLK3RCC_AHB1Periph_GPIOA
#defineTEMP_ADC_CHANNEL3ADC_Channel_6
//ADC序號(hào)宏定義
#defineTEMP_ADCADC1
#defineTEMP_ADC_CLKRCC_APB2Periph_ADC1
//ADCDR寄存器宏定義,ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值則存放在這里
#defineTEMP_ADC_DR_ADDR((u32)ADC1+0x4c)
//ADCDMA通道宏定義,使用DMA傳輸
#defineTEMP_ADC_DMA_CLKRCC_AHB1Periph_DMA2
#defineTEMP_ADC_DMA_CHANNELDMA_Channel_0
#defineTEMP_ADC_DMA_STREAMDMA2_Stream0

定義多個(gè)通道進(jìn)行多通道ADC實(shí)驗(yàn),并且定義DMA相關(guān)配置。

(2)ADC GPIO初始化

staticvoidTemp_ADC_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
/*=====================通道1======================*/
RCC_AHB1PeriphClockCmd(TEMP_ADC_GPIO_CLK1,ENABLE);//使能GPIO時(shí)鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=TEMP_ADC_GPIO_PIN1;//配置IO
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;//不上拉不下拉
GPIO_Init(TEMP_ADC_GPIO_PORT1, GPIO_InitStructure);
/*=====================通道2======================*/
RCC_AHB1PeriphClockCmd(TEMP_ADC_GPIO_CLK2,ENABLE);//使能GPIO時(shí)鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=TEMP_ADC_GPIO_PIN2;//配置IO
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;//不上拉不下拉
GPIO_Init(TEMP_ADC_GPIO_PORT2, GPIO_InitStructure);
/*=====================通道3=======================*/
RCC_AHB1PeriphClockCmd(TEMP_ADC_GPIO_CLK3,ENABLE);//使能GPIO時(shí)鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=TEMP_ADC_GPIO_PIN3;//配置IO
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;//不上拉不下拉
GPIO_Init(TEMP_ADC_GPIO_PORT3, GPIO_InitStructure);
}

使用到GPIO時(shí)候都必須開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的GPIO時(shí)鐘,GPIO用于AD轉(zhuǎn)換功能必須配置為模擬輸入模式。

(3)配置ADC工作模式

staticvoidTemp_ADC_Mode_Config(void)
{
DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure;
ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;
ADC_CommonInitTypeDefADC_CommonInitStructure;
//--------------DMAInit結(jié)構(gòu)體參數(shù)初始化-------------
//ADC1使用DMA2,數(shù)據(jù)流0,通道0,
RCC_AHB1PeriphClockCmd(TEMP_ADC_DMA_CLK,ENABLE);//開(kāi)啟DMA時(shí)鐘
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=TEMP_ADC_DR_ADDR;//外設(shè)基址為:ADC數(shù)據(jù)寄存器地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr=(u32)ADC_ConvertedValue;//AD值存儲(chǔ)地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralToMemory;//數(shù)據(jù)傳輸方向?yàn)橥庠O(shè)到存儲(chǔ)器
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=TEMP_NOFCHANEL;//緩沖區(qū)大小,指一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;//外設(shè)寄存器只有一個(gè),地址不遞增
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;//存儲(chǔ)器地址固定
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//外設(shè)數(shù)據(jù)大小為半字
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)大小也為半字
DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;//循環(huán)傳輸模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_High;//DMA傳輸通道優(yōu)先級(jí)為高
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode=DMA_FIFOMode_Disable;//禁止DMAFIFO,使用直連模式
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold=DMA_FIFOThreshold_HalfFull;//FIFO大小,F(xiàn)IFO禁止時(shí)不用配置
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst=DMA_MemoryBurst_Single;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst=DMA_PeripheralBurst_Single;
DMA_InitStructure.DMA_Channel=TEMP_ADC_DMA_CHANNEL;//選擇DMA通道,通道存在于流中
DMA_Init(TEMP_ADC_DMA_STREAM, DMA_InitStructure);//初始化DMA流,
DMA_Cmd(TEMP_ADC_DMA_STREAM,ENABLE);//使能DMA流

RCC_APB2PeriphClockCmd(TEMP_ADC_CLK,ENABLE);//開(kāi)啟ADC時(shí)鐘
//-------------ADCCommon結(jié)構(gòu)體參數(shù)初始化----------------
ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//獨(dú)立ADC模式
ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler=ADC_Prescaler_Div4;//時(shí)鐘為fpclkx分頻
ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode=ADC_DMAAccessMode_Disabled;//禁止DMA直接訪(fǎng)問(wèn)模式
ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay=ADC_TwoSamplingDelay_20Cycles;//采樣時(shí)間間隔
ADC_CommonInit( ADC_CommonInitStructure);
//-------------------ADCInit結(jié)構(gòu)體參數(shù)初始化--------------------------
ADC_StructInit( ADC_InitStructure);
ADC_InitStructure.ADC_Resolution=ADC_Resolution_12b;//ADC分辨率
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=ENABLE;//掃描模式,多通道采集需要
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;//連續(xù)轉(zhuǎn)換
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge=ADC_ExternalTrigConvEdge_None;//禁止外部邊沿觸發(fā)
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;//外部觸發(fā)通道,使用軟件觸發(fā)時(shí)此值隨便賦值即可
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//數(shù)據(jù)右對(duì)齊ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion=TEMP_NOFCHANEL;//轉(zhuǎn)換通道3個(gè)
ADC_Init(TEMP_ADC, ADC_InitStructure);


//配置ADC通道轉(zhuǎn)換順序和采樣時(shí)間周期
ADC_RegularChannelConfig(TEMP_ADC,TEMP_ADC_CHANNEL1,1,ADC_SampleTime_3Cycles);
ADC_RegularChannelConfig(TEMP_ADC,TEMP_ADC_CHANNEL2,2,ADC_SampleTime_3Cycles);
ADC_RegularChannelConfig(TEMP_ADC,TEMP_ADC_CHANNEL3,3,ADC_SampleTime_3Cycles);

ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(TEMP_ADC,ENABLE);//使能DMA請(qǐng)求
ADC_DMACmd(TEMP_ADC,ENABLE);//使能ADCDMA
ADC_Cmd(TEMP_ADC,ENABLE);//使能ADC
ADC_SoftwareStartConv(TEMP_ADC);//開(kāi)始ADC轉(zhuǎn)換,軟件觸發(fā)
}

首先,使用DMA_InitTypeDef定義了DMA初始化類(lèi)型變量,另外使用ADC_InitTypeDef和ADC_CommonInitTypeDef結(jié)構(gòu)體分別定義一個(gè)ADC初始化和ADC通用類(lèi)型變量。

調(diào)用RCC_APB2PeriphClockCmd()開(kāi)啟ADC時(shí)鐘以及RCC_AHB1PeriphClockCmd()開(kāi)啟DMA時(shí)鐘。

對(duì)DMA進(jìn)行必要的配置。首先設(shè)置外設(shè)基地址就是ADC的規(guī)則數(shù)據(jù)寄存器地址;存儲(chǔ)器的地址就是指定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)空間,ADC_ConvertedValue是我們定義的一個(gè)全局?jǐn)?shù)組名,它是一個(gè)無(wú)符號(hào)16位含有3個(gè)元素的整數(shù)數(shù)組;ADC規(guī)則轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)只有一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器,所以地址不能遞增,而定義的存儲(chǔ)區(qū)是專(zhuān)門(mén)用來(lái)存放不同通道數(shù)據(jù)的,所以需要自動(dòng)地址遞增。ADC的規(guī)則數(shù)據(jù)寄存器只有低16位有效,實(shí)際存放的數(shù)據(jù)只有12位而已,所以設(shè)置數(shù)據(jù)大小為半字大小。ADC配置為連續(xù)轉(zhuǎn)換模式,DMA也設(shè)置為循環(huán)傳輸模式。設(shè)置好DMA相關(guān)參數(shù)后就使能DMA的ADC通道。

接下來(lái)使用ADC_CommonInitTypeDef結(jié)構(gòu)體變量ADC_CommonInitStructure來(lái)配置ADC為獨(dú)立模式、分頻系數(shù)4、20個(gè)周期的采樣延遲,并調(diào)用ADC_CommonInit函數(shù)完成ADC通用工作環(huán)境配置。

使用ADC_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體變量ADC_InitStructure來(lái)配置ADC1為12位分辨率、使能掃描模式、啟動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)換、使用內(nèi)部軟件觸發(fā)無(wú)需外部觸發(fā)事件、使用右對(duì)齊數(shù)據(jù)格式、轉(zhuǎn)換通道為3,并調(diào)用ADC_Init函數(shù)完成ADC1工作環(huán)境配置。

ADC_RegularChannelConfifig函數(shù)用來(lái)綁定ADC通道轉(zhuǎn)換順序和采樣時(shí)間。分別綁定3個(gè)ADC通道引腳并設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)換順序。

ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd函數(shù)控制是否使能ADC的DMA請(qǐng)求,如果使能請(qǐng)求,并調(diào)用ADC_DMACmd函數(shù)使能DMA,則在ADC轉(zhuǎn)換完成后就請(qǐng)求DMA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。ADC_Cmd函數(shù)控制ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)和停止。

最后使用軟件觸發(fā)調(diào)用ADC_SoftwareStartConvCmd函數(shù)進(jìn)行使能配置。

(4)Main程序

/**主函數(shù)*/
intmain(void)
{
Debug_USART_Config();
Temp_Init();
while(1)
{
ADC_ConvertedValueLocal[0]=(float)ADC_ConvertedValue[0]/4096*(float)3.3;
ADC_ConvertedValueLocal[1]=(float)ADC_ConvertedValue[1]/4096*(float)3.3;
ADC_ConvertedValueLocal[2]=(float)ADC_ConvertedValue[2]/4096*(float)3.3;
printf("rnPB0value=%fVrn",ADC_ConvertedValueLocal[0]);
printf("rnPB1value=%fVrn",ADC_ConvertedValueLocal[1]);
printf("rnPA6value=%fVrn",ADC_ConvertedValueLocal[2]);
Delay(0xffffff);
}
}

主函數(shù)先調(diào)用Debug_USART_Config函數(shù)配置調(diào)試串口相關(guān)參數(shù),接下來(lái)調(diào)用Temp_Init函數(shù)進(jìn)行ADC初始化配置并啟動(dòng)ADC。配置了DMA數(shù)據(jù)傳輸,它會(huì)自動(dòng)把ADC轉(zhuǎn)換完成后數(shù)據(jù)保存到數(shù)組ADC_ConvertedValue內(nèi),我們只要使用數(shù)組就可以了。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地計(jì)算就可以得到每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的實(shí)際電壓。

來(lái)源:中科芯MCU

審核編輯:湯梓紅
聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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