STM32f103的数电采集电路的双ADC的设计与使用

时间：2022-08-16 23:32:02

STM32F103C8T6拥有3个ADC，其独立使用已经在本文的3.1.3里面有详细的介绍，这里主要是介绍双ADC的同时使用，即STM32的同步规则模式使用。在此模式在规则通道组上执行时，外部触发来自ADC1的规则组多路开关(由ADC1_CR2寄存器的EXTSEL[2:0]选择)，它同时给ADC2提供同步触发。此功能必须使用DMA通道。同时两组数据是公用一个寄存器，ADC1数据在低16位，ADC2数据在高16位。由于保证数据稳定，在双ADC同步规则模式的情况下，还添加了多通道同时采样。

ADC1和ADC2，工作方式采用了同步规则模式，使得两个ADC可以同时对不同的AD输入进行采集和数据存储和传输，而且相互不影响，也可以确保采样时间的减少，同时两个ADC都是使用4通路同时采集，确保了数据的稳定性。

多功能采集显示平台使用的芯片是STM32F103ZET6，片上资源提供了ADC123共3路ADC模块，为了布线方便以及使用的习惯，多功能采集显示平台采用了ADC1的Chanel 4~7，占用IO口PA 4~7，以及ADC2的Chanel 10~13，占用IO口PC 0~3。

使用时有几点需要注意的：

1．选择正确的模式：ADC_Mode_RegSimult，即DUALMOD[3:0] = 0110，ADC2在双模式中，这些位为保留位

2．开启ADC的DMA，在双ADC模式里，为了在主数据寄存器上读取从转换数据，必须使能DMA位，即使不使用DMA传输规则通道数据。只有ADC1和ADC3能产生DMA请求。所以只需设置ADC1的DMA：ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

3．ADC2的转换数据存在ADC1_DR的高半字；

4．不要在2个ADC上转换相同的通道(两个ADC在同一个通道上的采样时间不能重叠)。

5．ADC2的CR2寄存器的第20位——EXTTRIG：规则通道的外部触发转换模式必须开启（软件启动的时候也要），这样才能利用到ADC1的触发信号。不然的话，需要手动再软启动一次ADC2，例如ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC2, ENABLE);

但是，假如你设置了这个位之后，就不需要手动软启动ADC2了，所以考虑到同步，这样比较好。用ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC2, ENABLE);为什么可以，一方面它 也设置了EXTTRIG位，另一方面也设置了SWSTART。但我觉得先用ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2, ENABLE);的话，一会只要ADC1一启动，两者就同 时启动了，这样更正确一点。

以下是ADC1配置代码和使能代码：

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  1. //初始化ADC1  
  2. //这里采用多通道连续采样，并用DMA1的通道传送  
  3. //我们默认将开启通道4~7  
  4. //相应管脚PA4~7  
  5. void Adc1_Multi_Init(void)  
  6. {     
  7.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;   
  8.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
  9.   
  10.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1    , ENABLE );   //使能ADC1通道时钟  
  11.    
  12.   
  13.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M  
  14.   
  15.     //PA1 作为模拟通道输入引脚  
  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;  
  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;       //模拟输入引脚  
  18.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    
  19.   
  20.     ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值  
  21.   
  22.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;    //ADC工作模式:ADC1同步规则组模式  
  23.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =ENABLE; //模数转换工作在扫描模式  
  24.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //模数转换工作在连续转换模式  
  25.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动  
  26.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //ADC数据右对齐  
  27.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 4; //顺序进行规则转换的ADC通道的数目  
  28.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器     
  29.   
  30.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  31.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  32.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  33.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  34.   
  35.     // 开启ADC的DMA支持（要实现DMA功能，还需独立配置DMA通道等参数）  
  36.     ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);  
  37. }     
  38. //计算多通道ADC值  
  39. //AD_Value[]是DMA目标地址的数组空间  
  40. u16 Get_Multi_Adc1(void)  
  41. {  
  42.     u32 temp_val=0;  
  43.     u8 t;  
  44.     for(t=0;t<4;t++)  
  45.     {  
  46.         temp_val+=(AD_Value[t] & 0xffff);  
  47.     }  
  48.     return temp_val/4;  
  49. }   

主要需要修改的是这句话，使得ADC处于同步规则组模式。

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  1. <strong>ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;  //ADC工作模式:ADC1同步规则组模式</strong>  

AD_Value[]是32位的，用于DMA传送的目标的ADC数据数组。其中高16位是ADC2的数据，地16位的是ADC1的数据。


其次是ADC2配置代码和使能代码：

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  1. //初始化ADC2  
  2. //这里采用多通道连续采样，并用DMA1的通道传送  
  3. //我们默认将开启通道10~13  
  4. //相应管脚PC0~3  
  5. void Adc2_Multi_Init(void)  
  6. {     
  7.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;   
  8.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
  9.   
  10.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC |RCC_APB2Periph_ADC2    , ENABLE );   //使能ADC2通道时钟  
  11.    
  12.   
  13.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M  
  14.   
  15.     //PB0,1 作为模拟通道输入引脚  
  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;  
  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;       //模拟输入引脚  
  18.     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);    
  19.   
  20.     ADC_DeInit(ADC2);  //复位ADC2,将外设 ADC2 的全部寄存器重设为缺省值  
  21.   
  22.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;    //ADC工作模式:ADC1同步规则组模式  
  23.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =ENABLE; //模数转换工作在扫描模式  
  24.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //模数转换工作在连续转换模式  
  25.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动  
  26.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //ADC数据右对齐  
  27.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 4; //顺序进行规则转换的ADC通道的数目  
  28.     ADC_Init(ADC2, &ADC_InitStructure); //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器     
  29.   
  30.     ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  31.     ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_11, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  32.     ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_12, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  33.     ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_13, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  
  34.   
  35.     ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2, ENABLE);                                        //使能ADC2的外部触发模式   
  36.   
  37.     // 开启ADC的DMA支持（要实现DMA功能，还需独立配置DMA通道等参数）  
  38.     //ADC_DMACmd(ADC2, ENABLE);  
  39. }  
 [cpp] view plain copy
  1. //计算多通道ADC值  
  2. //AD_Value2[]是DMA目标地址的数组空间  
  3. u16 Get_Multi_Adc2(void)  
  4. {  
  5.     u32 temp_val=0;  
  6.     u8 t;  
  7.     for(t=0;t<4;t++)  
  8.     {  
  9.         temp_val+=((AD_Value[t]>>16) & 0xffff);  
  10.     }  
  11.     return temp_val/4;  
  12. }  

ADC2主要需要添加下面语句，用于ADC1触发ADC2的工作。

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  1. ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2, ENABLE);                                        //使能ADC2的外部触发模式   

AD_Value[]是32位的，用于DMA传送的目标的ADC数据数组。其中高16位是ADC2的数据，地16位的是ADC1的数据。这里使用AD_Value[t]>>16进行移位操作，获取数据。

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