Keil MDK STM32系列
- Keil MDK STM32系列(一) 基于标准外设库SPL的STM32F103开发
- Keil MDK STM32系列(二) 基于标准外设库SPL的STM32F401开发
- Keil MDK STM32系列(三) 基于标准外设库SPL的STM32F407开发
- Keil MDK STM32系列(四) 基于抽象外设库HAL的STM32F401开发
- Keil MDK STM32系列(五) 使用STM32CubeMX创建项目基础结构
- Keil MDK STM32系列(六) 基于HAL的ADC模数转换
- Keil MDK STM32系列(七) 基于HAL的PWM和定时器
- Keil MDK STM32系列(八) 基于HAL的PWM和定时器输出音频
- Keil MDK STM32系列(九) 基于HAL和FatFs的FAT格式SD卡TF卡读写
配置 ADC
- 模式: 如果只启用了一个ADC, 这里只能配置为Independent mode
- 时钟分频: 这个选项是ADC的预分频器, 可设置为2/4/6/8, 决定了一个ADC时钟周期. 加入设置为2, 由于ADC是挂载在APB2总线(84M)上, 所以一个ADC时钟便是84 * M/2=42M
- 分辨率: 最高为12位分辨率, 分辨率越高转换时间越长
- 数据对齐方式: 如果选择12位分辨率, 右对齐, 得到的结果最大便是4096.
- 扫描模式: 转换完一个通道会不会继续转换下一个通道
- 连续转换模式: 使能的话转换将连续进行
- 不连续转换模式: 当使能多个转换通道时, 可单独设置不连续转换通道.
- DMA连续请求: 是否连续请求DMA.
- EOC标志设置: 当有多个转换通道时, 是每转换完一个通道设置一次EOC标志还是所有通道都转换完设置一次EOC标志.
- 转换的通道数:
- 触发模式: 可选择软件触发, 外部触发或定时器事件触发
- 秩序列表: 设置转换周期数和转换顺序
- 注入通道设置
- 窗口看门狗模式
配置 ADC 为主动请求模式
while (1)
{
/*##-1- Start the conversion process #######################################*/
HAL_ADC_Start(&hadc1);
/*##-2- Wait for the end of conversion #####################################*/
/* Before starting a new conversion, you need to check the current state of
the peripheral; if it’s busy you need to wait for the end of current
conversion before starting a new one.
For simplicity reasons, this example is just waiting till the end of the
conversion, but application may perform other tasks while conversion
operation is ongoing. */
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);
/* Check if the continous conversion of regular channel is finished */
if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
{
/*##-3- Get the converted value of regular channel ######################*/
AD_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
printf("MCU Temperature : %.1f¡æ\r\n",((AD_Value*3300/4096-760)/2.5+25));
}
HAL_Delay(1000);
}
配置 ADC 为多通道连续扫描DMA模式
-
开ADC的IN0/IN1两个通道
- 在Pinout图上, 将PA0和PA1设为ADC1_IN0和ADC2_IN1
配置时钟
ADC1相关配置
-
ADCs_Common_Settings
- Mode: Independent mode
-
ADC_Settings
- Clock Prescaler: PCLK2 divided by 4 可以在时钟配置页看到PCLK2的值
- Resolution: 12bits (15 ADC Clock cycles) 采样精度12bit, 此时每次采样需要15个时钟周期, 8bit对应11个时钟周期
- Data Alignment: Right alignment
- Scan Conversion Mode: Enabled
- Continuous Conversion Mode: Enabled --> for DMA
- Discontinuous Conversion Mode: Disabled
- DMA Continuous Requests: Enabled
- End Of Conversion Selection: EOC flag at the end of single channel conversion
-
ADC_Regular_ConversionMode
- Number of Conversion: 2 --> 2 channels
- External Trigger Conversion Source: Regular Conversion launched by software
- External Trigger Conversion Edge: None
- Rank: 1: Choose channel 0
- Rank: 2: Choose channel 1
-
ADC_Injected_ConversionMode
- Number of Conversions: 0
DMA相关配置
-
ADC1
- Stream: DMA2 Stream 4
- Direction: Peripheral To Memory
- Priority: High
-
DMA Request Settings
- Mode: Circular
- Increment Address: Memory
- Datawidth: Peripheral->Half Word, Memory->Half Word
-
NVIC Settings
- ADC1 global interrupt: Enabled unchecked
- DMA2 stream4 global interrupt: Enabled checked
ADC+DMA配置, 体现在代码上的变化
- stm32f4xx_hal_conf.h 去掉了ADC的注释
#define HAL_ADC_MODULE_ENABLED
- stm32f4xx_it.h 增加了方法声明
void DMA2_Stream4_IRQHandler(void);
- stm32f4xx_it.c 增加了对应的typeDef和方法定义
extern DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
void DMA2_Stream4_IRQHandler(void)
{
HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_adc1);
}
- stm32f4xx_hal_msp.c
extern DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
if(hadc->Instance==ADC1)
{
__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/**ADC1 GPIO Configuration
PA0-WKUP ------> ADC1_IN0
PA1 ------> ADC1_IN1
*/
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/* ADC1 DMA Init */
/* ADC1 Init */
hdma_adc1.Instance = DMA2_Stream4;
hdma_adc1.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;
hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
hdma_adc1.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
if (HAL_DMA_Init(&hdma_adc1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
__HAL_LINKDMA(hadc,DMA_Handle,hdma_adc1);
}
}
void HAL_ADC_MspDeInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
if(hadc->Instance==ADC1)
{
/* Peripheral clock disable */
__HAL_RCC_ADC1_CLK_DISABLE();
/**ADC1 GPIO Configuration
PA0-WKUP ------> ADC1_IN0
PA1 ------> ADC1_IN1
*/
HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1);
/* ADC1 DMA DeInit */
HAL_DMA_DeInit(hadc->DMA_Handle);
}
}
- main.c
ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
static void MX_ADC1_Init(void)
{
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
hadc1.Init.ScanConvMode = ENABLE;
hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc1.Init.NbrOfConversion = 2;
hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE;
hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Configure for the selected ADC regular channel its corresponding rank in the sequencer and its sample time.
*/
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
sConfig.Rank = 1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Configure for the selected ADC regular channel its corresponding rank in the sequencer and its sample time.
*/
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
sConfig.Rank = 2;
if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/**
* Enable DMA controller clock
*/
static void MX_DMA_Init(void)
{
__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream4_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream4_IRQn);
}
最后, 在main.c中增加用于存储DMA数据的数组, 将数组地址传给HAL_ADC_Start_DMA()开启DMA传输就可以得到数据了.
DMA数组大小和中断的问题
数组的大小与HAL_ADC_Start_DMA()方法第三个参数length一致, 这里length代表的是数据的个数. 在设置这个大小时, 如果开启了DMAx_Streamx_IRQn的中断, 要考虑sConfig.SamplingTime指定的采样时间不能太短, 太短的话会一直卡在中断里(因为中断什么都不做也需要时间). 这个与SYSCLK大小无关, 在两个通道采样时
- 如果这里指定的值为
ADC_SAMPLETIME_3CYCLES, 这个数组大小至少为6, 如果等于4采样循环会卡住 - 如果指定的值为
ADC_SAMPLETIME_15CYCLES, 这个数组大小至少为4 - 如果指定的值为
ADC_SAMPLETIME_28CYCLES, 数组大小可以为2
如果不需要使用DMA中断, 可以在 MX_DMA_Init()方法中, 将HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream4_IRQn);这句注释掉或者改成HAL_NVIC_DisableIRQ(DMA2_Stream4_IRQn);指定禁用它, 这个数组就可以设到最小(和采样通道数一致)了.
uint16_t ADC_Value[6];
main(void) {
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)&ADC_Value, 6); // Enable DMA transfer
while (1)
{
printf("%d %d %d %d\r\n",
ADC_Value[0], ADC_Value[1], ADC_Value[2], ADC_Value[3]);
HAL_Delay(100);
}
}
DMA中断处理回调
查看代码可以看到, 在stm32f4xxx_hal_dma.h中, 定义的 DMA_HandleTypeDef 类型中, 包含了几个对应中断的处理方法
typedef struct __DMA_HandleTypeDef
{
DMA_Stream_TypeDef *Instance; /*!< Register base address */
DMA_InitTypeDef Init; /*!< DMA communication parameters */
HAL_LockTypeDef Lock; /*!< DMA locking object */
__IO HAL_DMA_StateTypeDef State; /*!< DMA transfer state */
void *Parent; /*!< Parent object state */
void (* XferCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma); /*!< DMA transfer complete callback */
void (* XferHalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma); /*!< DMA Half transfer complete callback */
void (* XferM1CpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma); /*!< DMA transfer complete Memory1 callback */
void (* XferM1HalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma); /*!< DMA transfer Half complete Memory1 callback */
void (* XferErrorCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma); /*!< DMA transfer error callback */
void (* XferAbortCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma); /*!< DMA transfer Abort callback */
__IO uint32_t ErrorCode; /*!< DMA Error code */
uint32_t StreamBaseAddress; /*!< DMA Stream Base Address */
uint32_t StreamIndex; /*!< DMA Stream Index */
}DMA_HandleTypeDef;
其中处理接收完成的方法是 XferCpltCallback , 这个在 stm32f4xx_hal_adc.c 中, 被指定为相应的静态方法
stm32f4xx_hal_adc.c
HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_DMA(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t* pData, uint32_t Length)
{
//...
/* Set the DMA transfer complete callback */
hadc->DMA_Handle->XferCpltCallback = ADC_DMAConvCplt;
对应不同外设, 指定的方法是不同的, 例如对于uart, stm32f4xx_hal_uart.c中指定的是
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
//...
/* Set the UART DMA transfer complete callback */
huart->hdmatx->XferCpltCallback = UART_DMATransmitCplt;
对于ADC, 再进一步在ADC_DMAConvCplt()方法中定义了处理方法
static void ADC_DMAConvCplt(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
//...
/* Conversion complete callback */
#if (USE_HAL_ADC_REGISTER_CALLBACKS == 1)
hadc->ConvCpltCallback(hadc);
#else
HAL_ADC_ConvCpltCallback(hadc);
#endif /* USE_HAL_ADC_REGISTER_CALLBACKS */
}
else /* DMA and-or internal error occurred */
{
if ((hadc->State & HAL_ADC_STATE_ERROR_INTERNAL) != 0UL)
{
/* Call HAL ADC Error Callback function */
#if (USE_HAL_ADC_REGISTER_CALLBACKS == 1)
hadc->ErrorCallback(hadc);
#else
HAL_ADC_ErrorCallback(hadc);
#endif /* USE_HAL_ADC_REGISTER_CALLBACKS */
}
else
{
/* Call DMA error callback */
hadc->DMA_Handle->XferErrorCallback(hdma);
}
}
}
所以, 开发时只需要定义 HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) 和 HAL_ADC_ErrorCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)方法, 就能处理DMA传输完成的中断