STM32ADC多通道采集

### STM32 ADC 多通道采集技术解析 #### 一、引言 STM32 微控制器因其高性能、低功耗以及丰富的外设资源而受到广泛欢迎。其中，ADC（模数转换器）是STM32的一个重要组成部分，用于将模拟信号转换成数字信号进行处理。本文将详细介绍如何在STM32上实现多通道ADC数据采集，具体涉及配置ADC工作模式、DMA传输机制以及数据处理流程等关键知识点。 #### 二、STM32 ADC 概述 STM32 的 ADC 是一款高性能模数转换器，支持多种工作模式和触发方式，能够满足不同应用需求。STM32 的 ADC 支持多达 18 个外部或内部模拟输入通道，可以独立工作，也可以组合成多个ADC序列进行同时采集。 #### 三、STM32 ADC 配置详解 根据题目描述，本案例主要关注STM32 ADC的配置方法，包括GPIO初始化、时钟配置、扫描模式及连续转换模式等。 ##### 1. GPIO 初始化 在STM32中，ADC可以通过GPIO引脚接入模拟信号。示例代码展示了如何配置GPIO以适应ADC的需求： - PA9 和 PA10 分别用于USART1的TX和RX，因此配置为复用推挽输出模式。 - PA0~PA3、PB0~PB1 和 PC0~PC5 被设置为模拟输入引脚，用于连接ADC。 ```c GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 设置模拟输入引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; // 模拟输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 其他模拟输入引脚类似配置 ``` ##### 2. 时钟配置 为了确保ADC能够正常工作，必须正确配置其时钟。这里使用了HSE (High Speed External Oscillator) 作为时钟源，并通过PLL (Phase-Locked Loop) 进行倍频以提供更高的时钟频率。 ```c // 开启HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); // 等待HSE启动 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); // 配置PLL RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_6); // PLLCLK = 12MHz * 6 = 72MHz RCC_PLLCmd(ENABLE); ``` ##### 3. ADC 配置 - **扫描模式**：允许ADC按顺序自动采集多个通道的信号。 - **连续转换模式**：使得ADC能够连续不断地进行数据采集。 - **时钟配置**：本例中ADC时钟被配置为12MHz。 - **DMA 传输**：利用DMA（Direct Memory Access）技术将ADC转换结果自动传输至内存，提高了系统的响应速度和效率。 ```c // ADC配置为扫描并且连续转换模式 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; // 扫描模式 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换模式 ADC_InitStructure.ADC_ClockDiv = ADC_ClockDiv_2; // ADC时钟分频 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // 数据对齐方式 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = M; // 通道数量 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); ``` #### 四、数据采集与处理 在每次转换完成后，DMA会自动将结果存储到预定义的内存区域。此外，还实现了对每个通道采集的数据进行多次平均处理，以提高测量精度。 ```c // DMA配置 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&(ADC1->DR); DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)AD_Value; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 周边设备到内存 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = N; // 每个通道采集次数 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); // 平均值计算 for(i = 0; i < M; i++) { After_filter[i] = 0; for(int j = 0; j < N; j++) { After_filter[i] += AD_Value[j][i]; } After_filter[i] /= N; } ``` #### 五、总结 本文详细介绍了如何在STM32上实现多通道ADC数据采集的过程，包括GPIO和时钟的配置、ADC工作模式的选择、DMA传输机制的应用以及数据的处理与输出。这些步骤是实现高效数据采集的关键，对于开发基于STM32的自动化测量和控制系统具有重要意义。