FreeRTOS+STM32F103通过DMA读取ADC数据，用队列传输

在本文中，我们将深入探讨如何在STM32F103微控制器上使用FreeRTOS操作系统，结合DMA（直接存储器访问）技术来读取ADC（模拟数字转换器）数据，并通过队列进行数据传输。STM32F103是一款基于ARM Cortex-M3内核的高性能、低功耗微控制器，常用于嵌入式应用中。 我们来理解FreeRTOS的核心概念。FreeRTOS是一个实时操作系统（RTOS），它为微控制器提供了调度、同步、内存管理等基础服务。在这个项目中，我们创建了两个任务：任务1负责采集ADC数据，任务2则负责处理并打印这些数据。 1. **DMA与ADC**： DMA是一种允许硬件直接在存储器和外设之间传输数据的技术，无需CPU介入，从而提高了系统效率。在STM32F103中，我们可以配置DMA通道来连接ADC，自动将每次转换的结果存入指定的内存地址。 2. **STM32F103的ADC配置**： - 初始化ADC：设置采样时间、分辨率、转换序列和通道选择。 - 配置DMA：选择合适的DMA流和通道，设置源（ADC寄存器）和目标（数据缓冲区）地址，以及传输长度。 - 开启ADC和DMA：启动ADC转换，并启用对应的DMA请求。 3. **FreeRTOS中的任务与队列**： - **任务1**：在创建的任务1中，我们配置ADC和DMA，然后启动ADC转换。当一个转换完成时，DMA会自动触发中断，任务1可以在此中断服务程序中将队列填入新的ADC样本。 - **任务2**：这是一个低优先级任务，等待队列中有可用数据时，通过调用`xQueueReceive()`函数从队列中取出数据，然后通过串口发送到调试终端。 4. **队列的使用**： - 创建队列：在FreeRTOS中，使用`xQueueCreate()`函数创建一个可以存储ADC数据的队列，定义其最大容量和数据类型。 - 发送数据：在任务1的中断服务程序中，使用`xQueueSendFromISR()`将ADC样本放入队列。由于中断中不能执行阻塞操作，所以这个函数是安全的。 - 接收数据：在任务2中，`xQueueReceive()`用于接收队列中的数据。如果队列为空，该函数会阻塞，直到有数据可用。 5. **串口通信**： 使用STM32的UART接口，配置波特率、数据位、停止位和校验位，然后在任务2中将接收到的ADC值转换成字符串并通过`HAL_UART_Transmit()`发送出去。 这个项目展示了在STM32F103上如何高效地利用FreeRTOS、DMA和队列技术，实现6路ADC数据的实时采集、传输和显示。这样的设计模式在许多嵌入式应用中非常常见，例如工业控制、环境监测和物联网设备等。通过这种方式，我们可以有效地管理资源，提高系统的响应速度和实时性。