STM32的HAL库开发---单通道ADC采集（DMA读取）实验

一、实验简介

正常单通道ADC采集顺序是先开启ADC采集，然后等待ADC转换完成，也就是判断EOC位置1，然后再读取数据寄存器的值。

如果配置了DMA功能，在EOC位被硬件置1后，自动产生DMA请求，然后DMA进行数据搬运。

1，功能描述 通过DMA读取数据

通过ADC1通道1（PA1）采集电位器的电压，并显示ADC转换的数字量及换算后的电压值

2、确定最小刻度

VREF+ = 3.3V ---》 0V ≤ VIN ≤ 3.3V ---》最小刻度 = 3.3 / 4096 ，F1的分辨率是12位的，也就是把3.3V分为4096份。F4/F7/H7还可以自己配置分辨率，例如H7可以把分辨率配置为16位的，也就是把3.3V进行65536等分。

3，确定转换时间

采样时间239.5个ADC时钟周期为例，可以得到转换时间为21us。例如配置为最长的采样时间239.5个采样周期，那么采样时间就是239.5 + 12.5 = 252个时钟周期。配置ADC的时钟的12M，则转换时间为252 * （1 / 12000000） = 21us，采样时间设置的越大，准确度越高，设置的越小，准确度越低。

4、模式组合

由于使用了DMA搬运，所以使用连续转换模式、不使用扫描模式

二、单通道ADC采集实验配置步骤

1、HAL_DMA_Init()函数，初始化DMA

2、__HAL_LINKDMA()宏定义，将DMA和ADC句柄联系起来

3、HAL_ADC_Init()函数，用于初始化ADC，配置ADC工作参数。

4、HAL_ADCEx_Calibration_Start()函数，用于ADC校准的。

5、HAL_ADC_MspInit()函数，配置NVIC、CLOCK、GPIO

6、HAL_ADC_ConfigChannel()函数，配置ADC相应通道相关参数

7、HAL_NVIC_SetPriority()、HAL_NVIC_EnableIRQ()函数，使能DMA数据流传输完成中断

8、DMAx_Channely_IRQHandler()函数，编写DMA数据流中断服务函数

9、HAL_DMA_Start_IT()函数，启动DMA，开启传输完成中断

10、HAL_ADC_Start_DMA()函数，触发ADC转换，DMA传输数据

三、实验程序

1、寄存器版本

dma.c源程序

#include "./BSP/DMA/dma.h"
#include <string.h>

uint16_t ADC_data[20];
//配置ADC1的DMA1的通道1请求
void DMA_Init(void)
{
	//开启DMA1时钟
	RCC->AHBENR |= (1 << 0);
	
	//MEM2MEM 设置为非存储器到存储器模式
	DMA1_Channel1->CCR &= ~(1 << 14);
	
	//PL 设置通道优先级为中
	DMA1_Channel1->CCR |= (1 << 12);
	
	//MSIZE 设置存储器数据宽度为16位
	DMA1_Channel1->CCR |= (1 << 10);
	
	//PSIZE 设置外设数据宽度为16位
	DMA1_Channel1->CCR |= (1 << 8);
	
	//MINC 设置存储器增量模式
	DMA1_Channel1->CCR |= (1 << 7);
	
	//PINC 设置外设不增量模式
	DMA1_Channel1->CCR &= ~(1 << 6);
	
	//CIRC 不执行循环模式
	//DMA1_Channel1->CCR &= ~(1 << 5);
	DMA1_Channel1->CCR |= (1 << 5);
	
	//DIR 从外设读取
	DMA1_Channel1->CCR &= ~(1 << 4);	
	
	//设置传输数量
	DMA1_Channel1->CNDTR = 20;
	
	//设置DMA的外地址
	DMA1_Channel1->CPAR = (uint32_t)&ADC1->DR;
	
	//清空ADC_data
	memset((void*)ADC_data,0,20);
	
	DMA1_Channel1->CMAR = (uint32_t)ADC_data;
	
	//EN 开启DMA  这个必须放在最后  不然CNDTR寄存器不能写入
	DMA1_Channel1->CCR |= (1 << 0);
}

adc.c源程序

#include "./BSP/ADC/adc.h"

//配置ADC1的通道1 PA1进行
void ADC_Init(void)
{
	//开启ADC1时钟
	RCC->APB2ENR |= (1 << 9);
	
	//关闭扫描模式
	ADC1->CR1 &= ~(1 << 8);
	
	//开启外部触发转换ADC
	ADC1->CR2 |= (1 << 20);
	
	//EXTSEL 设置软件触发ADC转换
	ADC1->CR2 |= (7 << 17);
	
	//ALIGN 数据右对齐
	ADC1->CR2 &= ~(1 << 11);
	
	//DMA 开启DMA转换
	ADC1->CR2 |= (1 << 8);
	
	//CONT 开启连续转换模式
	ADC1->CR2 |= (1 << 1);
	
	//设置ADC1通道1转换时间为239.5个周期
	ADC1->SMPR2 |= (7 << 3);
	
	//L 设置总共1一个转换通道
	ADC1->SQR1 |= (1 << 20);
	
	//设置ADC第一个转换为通道1
	ADC1->SQR3 |= (1 << 0);
	
	//EXTTRIG 开启GPIOA时钟
	RCC->APB2ENR |= (1 << 2);
	
	//设置PA1为输入模式
	GPIOA->CRL &= ~(0XF << 4);
	
	
	//ADON 开启ADC功能
	ADC1->CR2 |= (1 << 0);
	
	//RSTCAL 初始化ADC校准寄存器
	ADC1->CR2 |= (1 << 3);
	
	//等待ADC校准寄存器初始化完毕
	while(ADC1->CR2 & (1 << 3));
	
	//开启ADC校准
	ADC1->CR2 |= (1 << 2);
	
	//等待ADC校准完成
	while(ADC1->CR2 & (1 << 2));
	
	
	
	//SWSTART 开启规则组转换 软件触发
	ADC1->CR2 |= (1 << 22);
}

2、库函数版本

dam.c源程序

#include "./BSP/DMA/dma.h"
#include <string.h>

extern ADC_HandleTypeDef hadc;
DMA_HandleTypeDef hdma;
//配置ADC1的DMA1的通道1请求
void DMA_Init(void)
{
	//开启DMA1时钟
	__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
	
	//配置DMA1通道  因为ADC1连接在DMA1的通道1  这个在使用手册可以查找到
	hdma.Instance = DMA1_Channel1;
	
	//外设到内存
	hdma.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
	//内存为16位
	hdma.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
	//内存递增
	hdma.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
	//循环搬运 
	//当启动了循环模式，数据传输的数目变为0时，将会自动地被恢复成配置通道时设置的初值，DMA操作将会继续进行。
	hdma.Init.Mode = DMA_NORMAL;
	//外设16位
	hdma.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
	//外设地址不递增
	hdma.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
	//通道1优先级为中
	hdma.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;

	//配置DMA的通道1为外设到内存
	HAL_DMA_Init(&hdma);
	
	//将DMA句柄于ADC句柄连接起来 可以理解为将这个DMA句柄拷贝到ADC句柄里的DMA句柄上
	__HAL_LINKDMA(&hadc,DMA_Handle,hdma);
}

//标志DMA数据搬运完
uint8_t state = 0;
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
	if(DMA1->ISR & (1 << 1))
	{
		state = 1;
		//清除中断标志位
		DMA1->IFCR |= (1 << 1);
	}
	DMA1->IFCR |= (1 << 0);
}

adc.c源程序

#include "./BSP/ADC/adc.h"
#include "string.h"

extern DMA_HandleTypeDef hdma;
uint16_t ADC_data[20];
ADC_HandleTypeDef hadc;
//配置ADC1的通道1 PA1进行
void ADC_Init(void)
{
	hadc.Instance = ADC1;
	//配置ADC连续转换模式 就是ADC转换完成一次后会自动下一次转换
	hadc.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
	//转换结果采用右对齐
	hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
	//不开启间断模式
	hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
	//ADC触发选用软件触发
	hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
	//设置ADC转换数量的 SQR1的L位
	hadc.Init.NbrOfConversion = 1;
	//设置间断模式写转换一次转换数量
	hadc.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
	//不开启扫描模式 因为就一个通道
	hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
	
	//设置ADC为软件触发转换
	HAL_ADC_Init(&hadc);
	
	//开启ADC校准
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc);
	
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
	
	//配置通道1
	sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
	//通道1第一个转换
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
	//采样周期采用239.5
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;
	
	//配置ADC通道一为第一个转换
	HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
	
	memset((void*)ADC_data,0,20);
	
	//这句话最好写 不然下面那个会把半传输中断也开开  这里就会开一个中断 因为下面那个函数回把ADC半传输回调函数复制 
	//这句话不写也行 但是中断里边要清除所有位  不然卡在中断
	HAL_DMA_Start_IT(&hdma, (uint32_t)ADC1->DR, (uint32_t)ADC_data, 20);
	
	//开启DMA传输 这个函数里边会把中断都打开
	HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, (uint32_t* )ADC_data, 20);
}


void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
	//开启ADC1时钟
	__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
	
	//开启GPIOA时钟
	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Init;
	
	GPIO_Init.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
	GPIO_Init.Pin = GPIO_PIN_1;
	GPIO_Init.Pull = GPIO_NOPULL;
	
	//设置PA1为模拟输入模式
	HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Init);
	
	//使能DMA1通道1中断
	HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
	
	//设置中断优先级
	HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn,2,2);
}

这里主要是要注意先配置DMA中断，再调用ADC的DMA函数，具体原因在代码里写了