STM32F103RC单片机ADC1使用TIM1自动触发注入通道组的AD转换

news/2024/12/29 5:28:10/

 

 

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注意：ADC外设最大允许的时钟频率为14MHz，打开ADC外设前必须先配置好分频系数！

72MHz / 6 = 12MHz，转换速率为每个1.17μs。

【程序】

 

 

  1. #include <stdio.h>

  2. #include <stm32f10x.h>

  3.  

  4. uint8_t injected_count = 0; // 转换的注入通道组数

  5. uint8_t last_pos; // 定时器1停止时剩余规则通道个数(DMA位置)

  6. uint16_t injected_result[4][5]; // 注入通道转换结果, 包括DMA位置

  7.  

  8. int fputc(int ch, FILE *fp)

  9. {

  10. if (fp == stdout)

  11. {

  12. if (ch == '\n')

  13. {

  14. while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0);

  15. USART1->DR = '\r';

  16. }

  17. while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0);

  18. USART1->DR = ch;

  19. }

  20. return ch;

  21. }

  22.  

  23. int main(void)

  24. {

  25. uint8_t i, j;

  26. uint16_t result[10][16]; // 规则通道转换结果

  27.  

  28. // 打开外设时钟

  29. RCC->CFGR |= RCC_CFGR_ADCPRE_1; // ADC时钟设为12MHz, 最大允许时钟为14MHz

  30. RCC->AHBENR = RCC_AHBENR_DMA1EN;

  31. RCC->APB2ENR = RCC_APB2ENR_ADC1EN | RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_IOPBEN | RCC_APB2ENR_TIM1EN | RCC_APB2ENR_USART1EN;

  32.  

  33. GPIOA->CRH = 0x444444bf; // 串口发送端设为复用推挽50MHz输出, TIM1输出比较端口1设为复用开漏50MHz输出

  34. GPIOA->CRL = 0x00000004; // ADC1通道1~7设为模拟

  35. GPIOB->CRL = 0x44444400; // ADC1通道8~9设为模拟

  36.  

  37. TIM1->ARR = 15; // PWM周期: 16us

  38. TIM1->PSC = 71; // 计时频率: 1MHz

  39. TIM1->RCR = 3; // 产生4个上升沿信号

  40. TIM1->CR1 = TIM_CR1_OPM | TIM_CR1_URS; // 定时器自动停止; UG不置位UIF

  41. TIM1->EGR = TIM_EGR_UG; // 装入ARR, PSC和RCR寄存器的值

  42.  

  43. TIM1->DIER = TIM_DIER_UIE; // 当定时器自动停止时触发中断

  44. NVIC_EnableIRQ(TIM1_UP_IRQn);

  45.  

  46. TIM1->CR2 = TIM_CR2_MMS_2; // TRGO=OC1REF, 用于触发注入通道转换

  47. TIM1->BDTR = TIM_BDTR_MOE; // 打开输出总开关

  48. TIM1->CCR1 = 11; // 上升沿的产生位置

  49. TIM1->CCMR1 = TIM_CCMR1_OC1M; // PWM mode 2

  50. TIM1->CCER = TIM_CCER_CC1E; // 打开输出比较通道1

  51.  

  52. // 规则通道和注入通道序列

  53. // SQ10: TS, SQ16: VREF

  54. ADC1->SQR1 = ADC_SQR1_L | (ADC_SQR1_SQ16_4 | ADC_SQR1_SQ16_0) | (ADC_SQR1_SQ15_2 | ADC_SQR1_SQ15_0) | ADC_SQR1_SQ14_2 | (ADC_SQR1_SQ13_1 | ADC_SQR1_SQ13_0);

  55. ADC1->SQR2 = ADC_SQR2_SQ12_1 | ADC_SQR2_SQ11_0 | ADC_SQR2_SQ10_4 | (ADC_SQR2_SQ9_3 | ADC_SQR2_SQ9_0) | ADC_SQR2_SQ8_3 | (ADC_SQR2_SQ7_2 | ADC_SQR2_SQ7_1 | ADC_SQR2_SQ7_0);

  56. ADC1->SQR3 = (ADC_SQR3_SQ6_2 | ADC_SQR3_SQ6_1) | (ADC_SQR3_SQ5_2 | ADC_SQR3_SQ5_0) | ADC_SQR3_SQ4_2 | (ADC_SQR3_SQ3_1 | ADC_SQR3_SQ3_0) | ADC_SQR3_SQ2_1 | ADC_SQR3_SQ1_0;

  57. ADC1->JSQR = ADC_JSQR_JL | ADC_JSQR_JSQ4_2 | (ADC_JSQR_JSQ3_1 | ADC_JSQR_JSQ3_0) | ADC_JSQR_JSQ2_1 | ADC_JSQR_JSQ1_0;

  58.  

  59. ADC1->CR1 = ADC_CR1_SCAN | ADC_CR1_JEOCIE; // 规则通道组配置为多通道模式(必须用DMA收集数据); 当注入通道组转换完毕时触发中断

  60. ADC1->CR2 = ADC_CR2_TSVREFE | ADC_CR2_JEXTTRIG | ADC_CR2_DMA | ADC_CR2_CONT | ADC_CR2_ADON; // 打开16~17通道; 允许外部事件注入; 规则通道组循环转换; 打开ADC1

  61. NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn);

  62.  

  63. USART1->BRR = 0x271; // 波特率: 115200

  64. USART1->CR1 = USART_CR1_UE | USART_CR1_TE; // 允许发送

  65.  

  66. // 配置ADC1_DMA

  67. DMA1_Channel1->CMAR = (uint32_t)result[0];

  68. DMA1_Channel1->CPAR = (uint32_t)&ADC1->DR;

  69. DMA1_Channel1->CNDTR = 160;

  70. DMA1_Channel1->CCR = DMA_CCR1_MSIZE_0 | DMA_CCR1_PSIZE_0 | DMA_CCR1_MINC | DMA_CCR1_EN;

  71.  

  72. ADC1->CR2 = ADC1->CR2; // 开始转换规则通道

  73. TIM1->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // 开启定时器1

  74. while ((DMA1->ISR & DMA_ISR_TCIF1) == 0) // 若DMA正在搬运数据

  75. {

  76. if (DMA1_Channel1->CNDTR < 16 && (ADC1->CR2 & ADC_CR2_CONT)) // 转换最后一组时关闭CONT循环模式, 以免产生新数据使EOC不为0

  77. ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_CONT;

  78. }

  79.  

  80. // 显示定时器1自动关闭时DMA的位置

  81. if ((TIM1->CR1 & TIM_CR1_CEN) == 0)

  82. printf("TIM1 stopped! CNDTR=%d\n", last_pos);

  83.  

  84. // 显示规则通道的数据

  85. for (i = 0; i < 10; i++)

  86. {

  87. printf("[Regular %d]", i + 1);

  88. for (j = 0; j < 16; j++)

  89. printf(" %d", result[i][j]);

  90. printf("\n");

  91. }

  92.  

  93. // 显示注入通道的数据

  94. for (i = 0; i < injected_count; i++)

  95. {

  96. printf("[Injected %d]", i + 1);

  97. for (j = 1; j <= 4; j++)

  98. printf(" %d", injected_result[i][j]);

  99. printf(" (CNDTR=%d)\n", injected_result[i][0]);

  100. }

  101.  

  102. ADC1->SR &= ~ADC_SR_STRT;

  103. printf("ADC1->SR=0x%02x\n", ADC1->SR);

  104.  

  105. // 等待USART1发送完毕并关闭外设

  106. while ((USART1->SR & USART_SR_TC) == 0);

  107. USART1->CR1 = 0;

  108. ADC1->CR2 = 0;

  109.  

  110. // 进入Stop低功耗模式

  111. SCB->SCR = SCB_SCR_SLEEPDEEP;

  112. while (1)

  113. __WFI();

  114. }

  115.  

  116. // 注入通道组转换完成时触发的中断

  117. void ADC1_2_IRQHandler(void)

  118. {

  119. ADC1->SR &= ~(ADC_SR_EOC | ADC_SR_JEOC | ADC_SR_JSTRT);

  120. injected_result[injected_count][0] = DMA1_Channel1->CNDTR;

  121. injected_result[injected_count][1] = ADC1->JDR1;

  122. injected_result[injected_count][2] = ADC1->JDR2;

  123. injected_result[injected_count][3] = ADC1->JDR3;

  124. injected_result[injected_count][4] = ADC1->JDR4;

  125. injected_count++;

  126. }

  127.  

  128. void TIM1_UP_IRQHandler(void)

  129. {

  130. TIM1->SR &= ~TIM_SR_UIF; // 清除中断标志

  131. last_pos = DMA1_Channel1->CNDTR; // 记录DMA的位置

  132. ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_JEXTTRIG; // 禁止外部触发注入通道组的转换

  133. TIM1->CCMR1 = TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_0; // 熄灭PA8上的LED灯

  134. // 不能在这里执行printf, 否则CONT位将无法及时清除而产生新数据

  135. }

【运行结果】

 

  1. TIM1 stopped! CNDTR=122

  2. [Regular 1] 1638 1714 598 225 1566 3085 3572 1834 3469 1576 1636 1716 598 225 1565 1770

  3. [Regular 2] 1639 1714 597 224 1568 3084 3569 1832 3468 2157 1638 1715 597 225 1564 1772

  4. [Regular 3] 1638 1713 597 224 1567 3084 3570 1833 3469 2159 1638 1713 597 225 1567 1773

  5. [Regular 4] 1637 1714 597 225 1567 3085 3571 1834 3469 2158 1639 1715 598 224 1566 1771

  6. [Regular 5] 1638 1715 598 224 1566 3087 3568 1834 3470 2157 1638 1714 596 223 1569 1766

  7. [Regular 6] 1638 1714 598 224 1567 3085 3570 1832 3470 2158 1638 1715 598 225 1567 1773

  8. [Regular 7] 1638 1715 597 223 1565 3086 3569 1832 3469 2158 1637 1714 598 224 1566 1772

  9. [Regular 8] 1638 1714 598 225 1565 3085 3568 1833 3469 2158 1638 1715 598 225 1566 1770

  10. [Regular 9] 1638 1714 598 225 1568 3084 3571 1833 3470 2158 1638 1714 597 224 1565 1771

  11. [Regular 10] 1638 1714 597 224 1566 3084 3569 1833 3469 2158 1638 1713 598 224 1568 1765

  12. [Injected 1] 1636 1714 597 224 (CNDTR=151)

  13. [Injected 2] 1637 1715 597 224 (CNDTR=142)

  14. [Injected 3] 1636 1714 596 224 (CNDTR=133)

  15. [Injected 4] 1638 1714 597 225 (CNDTR=124)

  16. ADC1->SR=0x00

 

在上面的程序中，TIM1的计数方向为向上计数，每次比较匹配时都触发一次注入。事件源为TIM1_TRGO事件，JEXTSEL=000。

如果计数方向既向上又向下，则只有向上的那一次比较匹配才能触发注入，向下的那一次无效，因为只有TRGO=OCxREF信号的上升沿能够触发ADC注入。

对于TIMn_TRGO类事件，若TRGO=OCxREF，则只有OCxREF的上升沿才能触发注入，与CCxP的值无关。

对于TIMn_CCx类事件，若CCxP=0，则是OCxREF的上升沿触发注入；若CCxP=1，则是OCxREF的下降沿触发注入。对应的GPIO口输出的电平为OCxREF ^ CCxP。

 

当SCAN=0时，L和JL的值无效，ADC始终只转换序列中的第一个通道。

当SCAN=1时，ADC转换组中所有的通道，通道的个数由L或JL指定。整个通道组转换完成时EOC才置1，此时DR中的内容为最后一个通道的数据，读DR寄存器后EOC自动清零。所以只要SCAN=1，规则通道的数据就只能由DMA来采集。如果打开了EOCIE中断，则在中断中无需手动清除EOC标志。因为DMA读取最后一个通道的数据后，EOC会自动清零。

CONT（循环模式）只对规则通道有效，对注入通道无效。

 

如果JAUTO=1，则注入通道组的转换不需要由外部信号触发。规则通道组转换完成后将会自动转换注入通道组。

 

 

  1. #include <stdio.h>

  2. #include <stm32f10x.h>

  3.  

  4. uint8_t injected_count = 0; // 转换的注入通道组数

  5. uint16_t injected_result[10][5]; // 注入通道转换结果, 包括DMA位置

  6.  

  7. void delay(void)

  8. {

  9. uint32_t i;

  10. for (i = 0; i < 2000000; i++);

  11. }

  12.  

  13. int fputc(int ch, FILE *fp)

  14. {

  15. if (fp == stdout)

  16. {

  17. if (ch == '\n')

  18. {

  19. while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0);

  20. USART1->DR = '\r';

  21. }

  22. while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0);

  23. USART1->DR = ch;

  24. }

  25. return ch;

  26. }

  27.  

  28. int main(void)

  29. {

  30. uint8_t i, j;

  31. uint16_t result[10][16]; // 规则通道转换结果

  32.  

  33. // 打开外设时钟

  34. RCC->CFGR |= RCC_CFGR_ADCPRE_1; // ADC时钟设为12MHz, 最大允许时钟为14MHz

  35. RCC->AHBENR = RCC_AHBENR_DMA1EN;

  36. RCC->APB1ENR = RCC_APB1ENR_PWREN;

  37. RCC->APB2ENR = RCC_APB2ENR_ADC1EN | RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_IOPBEN | RCC_APB2ENR_USART1EN;

  38.  

  39. GPIOA->CRH = 0x444444b4; // 串口发送端设为复用推挽50MHz输出

  40. GPIOA->CRL = 0x00000008; // ADC1通道1~7设为模拟, PA0待机唤醒按键设为带下拉电阻输入

  41. GPIOB->CRL = 0x44444400; // ADC1通道8~9设为模拟

  42.  

  43. // 规则通道和注入通道序列

  44. // SQ10: TS, SQ16: VREF

  45. ADC1->SQR1 = ADC_SQR1_L | (ADC_SQR1_SQ16_4 | ADC_SQR1_SQ16_0) | (ADC_SQR1_SQ15_2 | ADC_SQR1_SQ15_0) | ADC_SQR1_SQ14_2 | (ADC_SQR1_SQ13_1 | ADC_SQR1_SQ13_0);

  46. ADC1->SQR2 = ADC_SQR2_SQ12_1 | ADC_SQR2_SQ11_0 | ADC_SQR2_SQ10_4 | (ADC_SQR2_SQ9_3 | ADC_SQR2_SQ9_0) | ADC_SQR2_SQ8_3 | (ADC_SQR2_SQ7_2 | ADC_SQR2_SQ7_1 | ADC_SQR2_SQ7_0);

  47. ADC1->SQR3 = (ADC_SQR3_SQ6_2 | ADC_SQR3_SQ6_1) | (ADC_SQR3_SQ5_2 | ADC_SQR3_SQ5_0) | ADC_SQR3_SQ4_2 | (ADC_SQR3_SQ3_1 | ADC_SQR3_SQ3_0) | ADC_SQR3_SQ2_1 | ADC_SQR3_SQ1_0;

  48. ADC1->JSQR = ADC_JSQR_JL | ADC_JSQR_JSQ4_2 | (ADC_JSQR_JSQ3_1 | ADC_JSQR_JSQ3_0) | ADC_JSQR_JSQ2_1 | ADC_JSQR_JSQ1_0;

  49.  

  50. ADC1->CR1 = ADC_CR1_JAUTO | ADC_CR1_SCAN | ADC_CR1_JEOCIE; // 规则通道组转换完毕后自动开始转换注入通道组; 规则通道组配置为多通道模式(必须用DMA收集数据); 当注入通道组转换完毕时触发中断

  51. ADC1->CR2 = ADC_CR2_TSVREFE | ADC_CR2_DMA | ADC_CR2_CONT | ADC_CR2_ADON; // 打开16~17通道; 规则通道组循环转换; 打开ADC1

  52. NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn);

  53.  

  54. USART1->BRR = 0x271; // 波特率: 115200

  55. USART1->CR1 = USART_CR1_UE | USART_CR1_TE; // 允许发送

  56.  

  57. // 配置ADC1_DMA

  58. DMA1_Channel1->CMAR = (uint32_t)result[0];

  59. DMA1_Channel1->CPAR = (uint32_t)&ADC1->DR;

  60. DMA1_Channel1->CNDTR = 160;

  61. DMA1_Channel1->CCR = DMA_CCR1_MSIZE_0 | DMA_CCR1_PSIZE_0 | DMA_CCR1_MINC | DMA_CCR1_EN;

  62.  

  63. ADC1->CR2 = ADC1->CR2; // 开始转换规则通道

  64. while ((DMA1->ISR & DMA_ISR_TCIF1) == 0) // 若DMA正在搬运数据

  65. {

  66. if (DMA1_Channel1->CNDTR < 16 && (ADC1->CR2 & ADC_CR2_CONT)) // 转换最后一组时关闭CONT循环模式, 以免产生新数据使EOC不为0

  67. ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_CONT;

  68. }

  69.  

  70. // 显示规则通道的数据

  71. for (i = 0; i < 10; i++)

  72. {

  73. printf("[Regular %d]", i + 1);

  74. for (j = 0; j < 16; j++)

  75. printf(" %d", result[i][j]);

  76. printf("\n");

  77. }

  78.  

  79. // 显示注入通道的数据

  80. for (i = 0; i < injected_count; i++)

  81. {

  82. printf("[Injected %d]", i + 1);

  83. for (j = 1; j <= 4; j++)

  84. printf(" %d", injected_result[i][j]);

  85. printf(" (CNDTR=%d)\n", injected_result[i][0]);

  86. }

  87.  

  88. ADC1->SR &= ~ADC_SR_STRT;

  89. printf("ADC1->SR=0x%02x\n", ADC1->SR);

  90.  

  91. // 进入待机模式

  92. while ((USART1->SR & USART_SR_TC) == 0); // 等待USART1发送完毕

  93. while (GPIOA->IDR & GPIO_IDR_IDR0)

  94. delay(); // WKUP按键消抖

  95. SCB->SCR = SCB_SCR_SLEEPDEEP;

  96. PWR->CR = PWR_CR_PDDS | PWR_CR_CWUF;

  97. PWR->CSR = PWR_CSR_EWUP;

  98. __WFI();

  99.  

  100. return 0;

  101. }

  102.  

  103. // 注入通道组转换完成时触发的中断

  104. void ADC1_2_IRQHandler(void)

  105. {

  106. ADC1->SR &= ~(ADC_SR_EOC | ADC_SR_JEOC | ADC_SR_JSTRT);

  107. injected_result[injected_count][0] = DMA1_Channel1->CNDTR;

  108. injected_result[injected_count][1] = ADC1->JDR1;

  109. injected_result[injected_count][2] = ADC1->JDR2;

  110. injected_result[injected_count][3] = ADC1->JDR3;

  111. injected_result[injected_count][4] = ADC1->JDR4;

  112. injected_count++;

  113. }

【运行结果】

 

  1. [Regular 1] 1636 1713 597 224 1565 3084 3570 1833 3471 2083 1638 1713 597 224 1565 1772

  2. [Regular 2] 1637 1713 597 224 1566 3084 3569 1832 3470 2158 1637 1714 597 223 1566 1773

  3. [Regular 3] 1639 1713 597 222 1568 3084 3572 1833 3467 2157 1636 1713 596 223 1564 1771

  4. [Regular 4] 1637 1713 596 223 1565 3085 3569 1833 3470 2158 1638 1713 597 224 1566 1771

  5. [Regular 5] 1637 1713 596 225 1566 3084 3570 1833 3470 2158 1637 1713 596 223 1567 1772

  6. [Regular 6] 1637 1713 596 223 1567 3086 3569 1833 3469 2157 1637 1714 595 223 1565 1771

  7. [Regular 7] 1637 1713 597 224 1565 3086 3568 1834 3470 2158 1637 1714 597 225 1566 1771

  8. [Regular 8] 1637 1713 596 225 1565 3085 3569 1832 3470 2158 1637 1713 597 223 1567 1774

  9. [Regular 9] 1637 1713 596 223 1567 3084 3569 1832 3470 2158 1638 1713 596 224 1565 1771

  10. [Regular 10] 1637 1713 597 224 1564 3085 3569 1833 3470 2158 1637 1713 597 224 1565 1771

  11. [Injected 1] 1638 1714 597 224 (CNDTR=144)

  12. [Injected 2] 1637 1713 596 224 (CNDTR=128)

  13. [Injected 3] 1637 1715 596 223 (CNDTR=112)

  14. [Injected 4] 1638 1714 595 223 (CNDTR=96)

  15. [Injected 5] 1637 1713 597 223 (CNDTR=80)

  16. [Injected 6] 1637 1713 597 223 (CNDTR=64)

  17. [Injected 7] 1638 1715 597 224 (CNDTR=48)

  18. [Injected 8] 1638 1712 596 222 (CNDTR=32)

  19. [Injected 9] 1637 1713 597 222 (CNDTR=16)

  20. [Injected 10] 1637 1714 597 226 (CNDTR=0)

  21. ADC1->SR=0x00


http://www.ppmy.cn/news/481913.html

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