STM32 DMA 多通道 ADC 采集

1. 本次实践目标

    a. 完成外部 ADC 的采集, 连接引脚为 PC2 

    b. 完成 STM32 内置温度传感器 ADC 的采集

    c. ADC 的采集必须以 DMA 的方式工作，通过 FreeRTOS 系统中创建的一个进程读取采集结果，并打包通过网络发送至上位机

2. 查看 datasheet 

    2.1 确认 STM32 内部温度传感器 使用哪个 ADCx , 使用哪个 channel 

         经确认，STM32 内部温度传感器使用 ADC1 的 channel_16。

   2.2 查看 PC2 引脚作为 ADC 输入时，使用哪个 ADCx, 使用哪个 channel

         经确认，STM32 的 PC2 引脚可以使用 ADC[1,2,3] 的 channel_12。

    2.3 通过上面的分析，可以选择 ADC1，进行 DMA 多通道采集 ADC

         确认，使用 STM32 的 ADC1，后需要确认使用哪个 DMAx

         经过确认，ADC1 使用 DMA1

     

    2.4 确认外设的时钟源

       

          确认 ADC1 的时钟源为 APB2 时钟分枝，并且 GPIOC 的时钟源也为 APB2 时钟分枝 

    2.5 研究 STM32 DMA 多通道采集的方法

   2.5.1 位分辨率

   在STM32所有系列芯片中只有少部分是16位的，如：F373芯片。

   12位分辨率意味着我们采集电压的精度可以达到：Vref /4096。

   采集电压 = Vref * ADC_DR / 4096;

   Vref：参考电压

   ADC_DR：读取到ADC数据寄存器的值

 

   由于寄存器是32位的，在配置的时候分左对齐和右对齐，一般我们使用右对齐，也就是对低12位数据为有效数据。

   2.5.2 转换模式

   A.单次和连续转换

   单次：单通道单次转换、多通道单次（分多次）转换；

   连续：单通道连续转换、多通道连续（循环）转换； 

   B.双ADC模式

   也就是使用到了两个ADC，比如：ADC1和ADC2同时使用也就是双ADC模式。在该模式下可以配置为如下一些模式：同步规则模式、同步注入模式、独立模式等。

     2.5.3 引脚配置

     2.5.4 ADC 配置

    A.初始化基本参数：

    DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

        #define ADC1_DR_Address    ((u32)0x40012400+0x4c)
        #define ADC1_BUF_SIZE       2
        #define TOTAL_CONVERT_CH_NUM  2

        vu16 ADC_Buf[2];

    其中 ADC1_DR_Address 可从数据手册中查得

    第一个参数 DMA_PeripheralBaseAddr 用来设置 DMA 传输的外设基地址，比如要进行ADC采集，那么外设基地址 ADC1 数据存储器 ADC1->DR 的地址，表示方法为 (u32) & ADC1->DR，当然也可以通过数据手册直接算出外设的地址。 
    第二个参数 DMA_MemoryBaseAddr 为内存基地址，也就是我们存放DMA传输数据的内存地址 = (u32)ADC_Buf。 
    第三个参数 DMA_DIR 设置数据传输方向，决定是从外设读取数据到内存还送从内存读取数据发送到外设，也就是外设是源地还是目的地，这里我们设置为从外设地址读取数据，所以外设是源地了，所以选择值为DMA_DIR_PeripheralSRC。 
    第四个参数 DMA_BufferSize 设置一次传输数据量的大小，我们需要采集两个通道的数据 所以设置为 ADC1_BUF_SIZE
    第五个参数 DMA_PeripheralInc 设置传输数据的时候外设地址是不变还是递增。设置为DMA_PeripheralInc_Disable； 
    第六个参数 DMA_MemoryInc 设置传输数据时候内存地址是否递增，由于我们是多通道采集，因此需要递增 
    第七个参数 DMA_PeripheralDataSize 用来设置外设的的数据长度是为字节传输（8bits），半字传输(16bits)还是字传输(32bits)，这里我们是 16 位半字传输，所以值设置为 DMA_PeripheralDataSize_HalfWord 
    第八个参数 DMA_MemoryDataSize 是用来设置内存的数据长度，同样设置为半字传输 DMA_PeripheralDataSize_HalfWord。
    第九个参数 DMA_Mode用来设置DMA模式是否循环采集。 
    第十个参数是设置 DMA 通道的优先级，有低，中，高，超高三种模式，这里我们设置优先级别为高级，所以值为DMA_Priority_High。因为开启多个通道，这个值非常重要。 
    第十一个参数 DMA_M2M 设置是否存储到存储器模式传输设置为 DMA_M2M_Disable。

    工作模式：ADC_Mode =ADC_Mode_Independent;

    总共有10种，主要都是针对双ADC下使用。针对初学者这里不多描述，感兴趣的朋友可以先自行研究一下各个模式的使用。

 

    浏览模式：ADC_ScanConvMode = ENABLE;

    主要是针对多条通道而言，也就是说你是否有多条通道。

    多通道：ENABLE;

    单通道：DISABLE;

 

    转换模式：ADC_ContinuousConvMode =ENABLE;

    这里是配置是否需要连续转换。

    连续转换ENABLE：也就是只需要启动（触发）转换一次，后面就不用再次启动（触发）就可以连续工作了。

 

    单次转换DISABLE：也就是根据一次转换完后需要再次启动（触发）才能工作。

 

    触发方式：ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

    触发方式也就是使用什么方法触发ADC转换。哟定时器、外部触发、软件触发，一般常用软件触发。这里有很多种触发方式，详情可以参考其参数。

 

    对其方式：ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    右对齐：低12位数据为有效位（常用）；

    左对齐：高12为数据为有效位；

 

    通道数：ADC_NbrOfChannel =TOTAL_CONVERT_CH_NUM;

    这个参数比较简单，我们定义工作的通道数量。

 

    B.设置规则组通道：

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_12, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);

    我们定义通道12的转换顺序为第1、通道16的转换顺序为第2；

    至于为什么 ADC_Channel_16 的采集周期要设置为 ADC_SampleTime_239Cycles5，是因为 STM32 的内部温度传感器要求的，现在 ADC1 的时钟源为 APB2 时钟分枝 8 分频，即 72MHz/8 = 9MHz。而要求采样周期 ≥ 17.1us， 所以 17.1 * 9 = 153.9，而最接近的也就是 ADC_SampleTime_239Cycles5

     2.5.4 读取采集结果

            到此，本次实践总结完毕。

       其实，其它的  外设 DMA 控制方式与些类似，本次总结比较详细，也算是一个笔记。