STM32使用HAL库实现ADC单通道转换

得思 2020-02-25

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　　STM32的ADC转换还是很强大的，它具有多个通道选择，这里我就不细说，不了解的可以自行百度，这里只是选取单通道，实现ADC转换。在文章开始之前，我说一下数据左对齐跟右对齐的差别，以前一直糊里糊涂的，记录下来以免以后自己忘记。12位二进制最大值为 0x0FFF 左对齐操作后的结果是 0xFFF0，右对齐后还是0x0FFF。反过来看，若寄存器里左对齐的数据值X (相当于实际数据*16，所以左对齐转换的值要/16才是实际的值)，则X>>4才是实际的数据。而右对齐，则是数据保持不变，采集到多少就多少。至于是按左对齐保存到寄存器还是按照右对齐，就看你的配置里如何选了。

　　好了，下面就开始说明怎么用STM32CUBEMX实现ADC单通道转换吧。

利用中断模式

1、配置ADC引脚

2、开定时跟串口，定时器用来定时打开ADC转换，这样可以达到1S内控制ADC转换次数的目的，不过有个限制，这里样子控制ADC转换次数的话，如果采样次数多，配置ADC采样速度时一定要够快，正常配置ADC的采样频率可以通过改变其采样速度来设置的，这里我是为了方便处理，就直接用定时器去开启了；而串口则是打印转换后的电压用的。

3、配置时钟

4、配置ADC设置

5、开启中断模式

6、串口配置默认即可

7、定时器配置，定时器配置的是进入定时器中断的频率，定时时间可以根据这个频率换算出来，这里定时器的频率 = 72M / 72 /1000 =1000Hz，所以定时时间为 T = 1S/f = 1S/1000 = 1ms,所以我这里配置定时为1ms。

8、基本配置我们完成了，现在我们生成工程用KEIL5打开

9、打开工程，我们现在进入代码部分

　　这里我们只需要重写定时器中断回调函数跟，ADC转换回调中断函数即可。在main文件里添加这下面这两个函数

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)    //定时器中断回调
{
    HAL_ADC_Start_IT(&hadc1); //定时器中断里面开启ADC中断转换，1ms开启一次采集    
}

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)    //ADC转换完成回调
{
    HAL_ADC_Stop_IT(&hadc1);    　　　　//关闭ADC
    HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);　　  //关闭定时器
    AD_Value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);　　//获取ADC转换的值
    Value_1=(float)(AD_Value*3.3/4096);　　   //ADC换算，这里参考电压3.3V，12位的ADC满量程为2^12=4096，转换出来的单位是V
    printf("%.4f\r\n",Value_2[j-10000]);　　　  //串口打印信息
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); 　　　　  //开启定时器
}

　　到这里就完成单通道ADC中断转换的所有步骤啦，通过串口助手实测转换结果误差为0.0008v。

　　至于串口查看信息打印输出重定向可以看我这篇文章：https://www.cnblogs.com/xingboy/p/9522940.html

不使用中断模式

　　不使用中断模式的情况下跟使用中断的类似的，首先配置的过程中不需要开启中断，至于定时器开不开看个人需要，想利用定时器定时采集的可以开，不想的不用开，其他的配置一样。生成代码后，在main文件的main函数中的while循环里添加下面代码：

  /* USER CODE BEGIN 3 */
        for(char n=0;n<22;n++) 
        {　　//取22个值做滤波用
            HAL_ADC_Start(&hadc2);
            HAL_ADC_PollForConversion(&hadc2, 10);    //等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位ms        
            if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc2), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
            {
                Value[n]=HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
                AD_Value += Value[n];
            }                
        }
        max=Value[0];
        min=Value[0];
        for(char n=0;n<22;n++)//取最大值、最小值
        {
            max=(Value[n]<max)?max:Value[n];    
            min=(min<Value[n])?min:Value[n];
        }    
        printf("PC0 ADC : %.4f \r\n",(float)((AD_Value -max-min)/20)*(3.1/4096));        
        AD_tr=(float)((AD_Value -max-min)/20)*(3.1/4096);    //这里我做了个去掉最大最小值后，取均值的软件滤波   
        AD_Value=0;

　　这里面的一些变量就你们自己去定义了，我就不列出来了，实测误差在0.001v以内。

补充注意事项：

　　1、ADC初始化后要进行校准，使用下面函数校准，可以放在ADC初始化函数后面校准

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc2);    //AD校准

　　2、传入ADC的电压不可以超过3.3V，就是不可以超过你的参考电压，不然结果不准，还有可能烧坏ADC引脚

使用DMA模式【转：http://www./article/37】

　再次写写stm32cubemx中AD采集的问题,这次不用while里面的查询,也不用中断采样了,直接用DMA
先说下用DMA的好处:无论是中断采样还是查询采样,都需要在主程序中占用好多时间出来,嗯,你可以这样理解
那种采样都需要调用HAL_ADC_GetValue()这个函数,,,就是要取得转换后的值,中断还好点,要是查询的话,有可能会丢失数据啊. 用dma就可以避免了
DMA用的事总线时间,无线cpu干预,额,这种说法貌似有点问题.管它呢
在AD转换结束的时候自动连接你准备存取的变量的地址,数据一步到位.额,省了多少事..
使用stm32cubemx对AD的配置

然后对她的DMA配置,并开启DMA的中断

然后生成代码吧
打开main.c文件,在这个地方添加代码

/[i] USER CODE BEGIN 0 [/i]/
__IO uint16_t uhADCxConvertedValue = 0;
/[i] USER CODE END 0 [/i]/

在main()函数里添加

  /[i] USER CODE BEGIN 2 [/i]/
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&uhADCxConvertedValue, 1);

  /[i] USER CODE END 2 [/i]/

意思是开启dma传输,传送一个字的数据到uhADCxConvertedValue这个变量里面
然后再文件的末尾处添加

/[i] USER CODE BEGIN 4 [/i]/
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* AdcHandle)
{
  /[i] Turn LED1 on: Transfer process is correct [/i]/
 // BSP_LED_On(LED1);
    HAL_GPIO_WritePin (GPIOF,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET );
}
/[i] USER CODE END 4 [/i]/

意思是AD转换完成调用这个函数,函数里使能led
也许,你会问,为毛是HAL_ADC_ConvCpltCallback()这个函数啊,这个函数不是当开启AD的中断的时候才调用的吗?
嗯,对,这个函数是这样的,但是你仔细去分析下开启AD的DMA中断函数里面,就会发现这个函数也在啊
如下图.进入HAL_ADC_Start_DMA函数里面,看到

在进入到图中的ADC_DMAConvCplt函数里面看到

OK,疑问解决,
以后用到AD就可以直接调用这个CALL了,不要纠结了.