AT32讲堂042 | AT32F435/437 ADC使用指南

 

ADC简介

ADC控制器的功能极其强大。其包含但不限于以下内容

时钟及状态，由数字和模拟时钟两个部分组成

分辨率及采样转换，可配置分辨率为12/10/8/6位的转换，采样周期支持广范围的配置

自校准，自带校准功能以纠正数据偏移

基本模式，支持多种模式，不同模式可组合使用满足多种应用

不同优先权的通道，普通通道与抢占通道具备不同的优先权

多种独立的触发源，包括TMR、EXINT、软触发等多种触发选择

数据后级处理，包括数据的对齐，抢占通道偏移量等多种处理

转换中止，可软件控制在ADC不掉电状态下实现转换中止

过采样器，普通及抢占通道均支持过采样

电压监测，通过对转换结果的判定来实现电压监测

中断及状态事件，具备多种标志指示ADC状态，且某些标志还具备中断功能

多种转换数据的获取方式，包括DMA获取、CPU获取两种方式实现转换数据的读取

联动多ADC的主从模式，可设定同时、交错、位移等多种组合模式，且支持单及双从机选择

图1. ADC1框图

ADC功能解析

时钟及状态

功能介绍ADC的时钟分为数字时钟与模拟时钟。其统一通过CRM_APB2EN的ADCxEN位使能。

数字时钟：即PCLK2，经HCLK分频而来，提供给数字部分使用。

模拟时钟：即ADCCLK，经ADC预分频器分频而来，提供给模拟部分使用。

软件接口ADC时钟使能，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：当ADC时钟使能后，软件即可开始进行ADC的一些相关配置。

ADC预分频设定，软件由ADC公共部分结构体配置完成，其软件实例如下：

此项实际用于设定ADC模拟部分的时钟，其由HCLK分频而来，故ADCCLK=HCLK/div注意：1）模拟部分的ADCCLK由HCLK分频而来，其不可大于80MHz；2）ADC数字部分挂在PCLK2上，为避免同步问题，ADCCLK频率不可高于PCLK2；3）ADC1、ADC2、ADC3都有自己独立的时钟使能位。ADC公共部分无独立的时钟使能位，其会跟随任意ADCx时钟使能而自动打开；4）ADC模拟部分电源由ADC_CTRL2的ADCEN，其不受ADC的时钟状态影响。典型的，如果系统需要进入深度睡眠模式，如果不关闭ADCEN，此时ADC模拟器件将还会消耗电流；5）ADC上电有一段等待时间，应用应该在判定到ADC的RDY flag置位后再执行后续触发等操作。

分辨率及采样转换

功能介绍ADC可随意设定12、10、8、6位分辨率使用。ADC可设定2.5、6.5、12.5、24.5、47.5、92.5、247.5、640.5个采样周期。ADC对通道数据的获取由采样和转换两个部分组成。采样先于转换执行，采样期间内选通需要转换的通道，外部电压对ADC内部采样电容充电，将持续执行设定的采样周期长度时间的充电。采样结束后就会自动开始转换，ADC采用逐次逼近的转换方式，可有效保障转换数据的准确性。此转换方式需要分辨率位数个ADCCLK的转换时间来完成单通道的转换，再结合数据处理，因此单个通道的整体转换时间即示例：CSPTx选择6.5周期，CRSEL选择10位，一次转换需要6.5+10+0.5=17个ADCCLK周期。软件接口ADC分辨率设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：注意：ADC的自校准只能在12位分辨率下进行，切分辨需安排在校准完成后执行。

ADC采样周期设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：

注意：不同通道可设定不同的采样周期；当采用中断或轮询方式获取普通通道数据，为避免溢出，建议合理增大采样周期；为避免充电不充分导致转换数据不准确，应用允许的条件下，建议合理增大采样周期。

自校准

功能介绍ADC具备自校准能力，软件可以执行自校准命令，透过自校准可以计算出一个校准值。不需要软件干预，ADC会自动将该校准值反馈回ADC内部补偿ADC基础偏差，以保障转换数据的准确性。校准值有两种获取方式：

软件下自校准命令，由硬件自动计算，产生的校准值保存在ADC->CALVAL寄存器内

软件直接根据经验值，手动设定校准值，该值同样被保存在ADC->CALVAL寄存器内

自校准的软件流程如下

在12位分辨率状态下使能ADC

等待ADC的RDY标志置位

执行初始化校准命令并等待初始化校准完成

执行校准命令并等待校准完成

根据应用需求切换到期望配置的分辨率

等待ADC的RDY标志置位

执行完上述流程后，即可开始进行ADC的触发转换。

软件接口完整的校准及设定分辨率需由组合命令实现，依据校准值设定方式可区分如下两种自校准方式，其软件实例如下：写经验值校准方式，其软件实例如下：注意：校准值的存放不会置位OCCE标志，不会产生中断或DMA请求；ADC的自校准只能在12位分辨率下进行，切分辨需安排在校准完成后执行。

基本模式

1、功能介绍序列模式ADC支持序列模式设定，开启序列模式后，每次触发将序列中的通道依序转换一次。用户于ADC_OSQx配置普通通道序列，普通通道从OSN1开始转换；于ADC_PSQ配置抢占通道序列，抢占通道是从PSNx开始转换(x=4-PCLEN)。抢占通道转换示例：ADC_PSQ[21：0]=10 00110 00101 00100 00011，此时扫描转换顺序为CH4、CH5、CH6，而不是CH3、CH4、CH5图2. 序列模式

反复模式

ADC支持反复模式设定，开启反复模式后，当检测到触发后就即会反复不断地转换普通通道组。图3. 反复模式+抢占自动转换模式

分割模式

ADC支持分割模式设定。对于普通通道组，分割模式可依据设定将通道组分割成长度较小的子组别。一次触发将转换子组别中的所有通道。每次触发会依序选择不同的子组别进行转换。对于抢占通道组，分割模式直接以通道为单位进行分割，一次触发将转换单个通道。每次触发会依序选择不同的通道进行转换。图4. 分割模式

抢占自动转换模式

ADC支持抢占自动转换模式设定，开启抢占自动转换模式后，当普通通道转换完成后，抢占通道将自动接续着转换，而不需要进行抢占通道的触发。图5. 抢占自动转换模式2、软件接口ADC序列模式和反复模式设定，由ADC基础部分结构体配置完成，其软件实例如下：注意：序列模式对普通及抢占通道组均有效；反复模式仅对普通通道组有效,抢占通道组不具备反复模式功能；反复模式与分割模式不可共用；反复模式可与抢占自动转换模式共用，将实现依次反复的转换普通通道序列及抢占通道序列。ADC分割模式设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：注意：分割模式对普通及抢占通道组均有效；抢占通道组分割模式子组别长度不可设定，其固定为单个通道；分割模式与反复模式、抢占自动转换模式不可共用，普通通道与抢占通道的分割模式不可共用。抢占自动转换模式设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：注意：抢占自动转换模式仅对抢占通道组有效；抢占自动转换模式与分割模式不可共用。

不同优先权的通道

1、功能介绍ADC设计有具备不同优先权的两种通道组：普通通道组与抢占通道组。普通通道组通常用于执行常规的数据转换。支持最多配置16个通道，转换将按照设定的通道顺序依次进行。其不具备抢占能力。抢占通道组通常用于执行相对紧急的数据转换。支持最多配置4个通道，转换将按照设定的通道顺序依次进行。其具备抢占能力，即抢占通道组的转换可以打断正在执行的普通通道转换，待抢占通道组转换完毕后再恢复执行被打断的普通通道组转换。2、软件接口普通通道组设定，软件包括通道数量、通道数值、转换顺序、采样周期的设定，其软件实例如下：抢占通道组设定，软件包括通道数量、通道数值、转换顺序、采样周期的设定，其软件实例如下：注意：不同通道可以设定不同的采样周期；同一通道可以被反复编排进转换序列进行转换；序列模式下，普通通道组从OSN1开始转换，抢占通道组是从PSNx开始转换(x=4-PCLEN)。

多种独立的触发源

功能介绍ADC支持多种触发源，包含软件写寄存器触发（ADC_CTRL2的OCSWTRG与PCSWTRG）以及外部触发。外部触发包含定时器触发与引脚触发，外部触发可设定触发极性（触发极性可选择禁止边沿触发、上升沿触发、下降沿触发或任意边沿触发）。表1. 普通通道触发源表2. 抢占通道触发源软件接口软件写寄存器触发设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：在ADC Ready后，软件即可执行adc_ordinary_software_trigger_enable(ADC1,TRUE);/adc_preempt_software_trigger_enable(ADC1,TRUE);来进行普通/抢占通道的触发。外部触发设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：在ADC Ready后，TMR1CH1的上升沿事件就会触发普通通道组转换，TMR3CH4的上升沿事件就会触发抢占通道组转换。注意：触发间隔需要大于通道组转换的时间，转换期间发生的相同通道组的触发会被忽略；使用软件写寄存器触发时，对应触发极性必须选择禁止边沿触发；抢占通道转换优先权最高，不管当前是否有普通通道转换，其触发后就会立即开始响应转换；普通触发具备记忆功能，在抢占转换时执行普通触发，该触发会被记录并在抢占转换完毕后响应；多ADC的主从模式下，需要将从ADC的触发极性选择为禁止边沿触发。

数据后级处理

1、功能介绍ADC具备专有的数据寄存器，普通通道转换完成后数据存储于普通数据寄存器（ADC_ODT），抢占通道转换完成后数据存储于抢占数据寄存器x（ADC_PDTx）。数据寄存器内存储的是经过处理后的数据。该处理包括数据对齐、抢占数据偏移。数据对齐分左对齐和右对齐。分辨率CRSEL为6位时，数据存储方式以字节为基准摆放，其余皆以半字为基准摆放。抢占数据偏移抢占通道的数据会减去抢占数据偏移寄存器x（ADC_PCDTOx）内的偏移量，因此抢占通道数据有可能为负值，以SIGN作为符号。图6. 数据内容处理2、软件接口数据对齐设定，软件由ADC基础部分结构体配置完成，其软件实例如下：抢占数据偏移设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：
 

转换中止

功能介绍ADC具备转换中止功能。在ADC转换过程中，用户可利用ADC_CTRL2的ADABRT使ADC停止转换。停止转换后，转换顺序回归第一个通道，用户即可重新编排通道顺序，再次触发ADC将从头开始执行新序列的转换。图7. 转换中止时序软件接口转换中止设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：注意：转换中止命令对普通及抢占通道转换都有效；转换中止功能类似ADC重上电，但是转换中止不会使ADC掉电，不存在ADC上电唤醒时间；转换中止的执行需要时间，在执行转换中止命令后一定要等待ADABRT位被硬件清除后才可进行后续的触发转换。

过采样器

1、功能介绍ADC具备过采样功能。一次过采样是透过转换多次相同通道，累加转换数据后作平均实现的。

由ADC_OVSP的OSRSEL选择过采样率，此位用来定义过采样倍数；

由ADC_OVSP的OSSSEL选择过采样移位，此位用来定义平均系数。

若平均后数据大于16位，只取靠右16位数据，放入16位数据寄存器。使用过采样时，忽视数据对齐及抢占数据偏移的设定，数据一律靠右摆放。表3. 最大累加数据与过采样倍数及位移系数关系

普通通道过采样被打断后的恢复方式

普通通道过采样中途被抢占通道转换打断后的恢复方式由OOSRSEL设定

OOSRSEL=0：接续模式。保留已累加的数据，再次开始转换时将从打断处转换；

OOSRSEL=1：重转模式。累加的数据被清空，再次开始转换时重新开始该通道的过采样转换。

图8. 普通过采样被打断后的恢复方式

普通通道过采样触发模式

普通通道过采样的触发模式由OOSTREN设定

OOSTREN=0：关闭触发模式。通道的所有过采样转换仅需一次触发；

OOSTREN=1：开启触发模式。通道的每个过采样转换均需进行触发。

此模式下，中途被抢占通道触发打断后，须重新触发普通通道才会恢复转换普通通道过采样。图9. 普通过采样触发模式

抢占通道过采样

抢占过采样可与普通过采样同时使用，也可分别使用。抢占过采样不影响到普通过采样的各种模式。图10. 抢占自动转换下的过采样模式2、软件接口过采样率、过采样移位及过采样使能设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：普通通道过采样被打断后的恢复方式设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：普通通道过采样触发模式设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：

电压监测

功能介绍ADC具备电压监测功能。用以监控输入电压与设定阈值的关系。当转换结果大于高边界ADC_VMHB[11:0]寄存器或是小于低边界ADC_VMLB[11:0]寄存器时，电压监测超出标志VMOR会置起。透过VMSGEN选择对单一通道或是所有通道监测。对单一通道监测的话，由VMCSEL配置通道。软件接口监测单一通道，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：监测所有通道，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：注意：电压监测一律以转换的原始数据与12位边界寄存器做比较，无视分辨率、抢占偏移量与数据对齐的设定；若使用过采样器，则是以ADC_VMHB[15:0]与ADC_VMLB[15:0]完整的16位寄存器与过采样数据作比较。

中断及状态事件

功能介绍ADC含有多种中断及状态标志。应用需要结合这些标志进行程序设计。

ADC准备就绪标志(RDY)

指示ADC状态，只读位，软件不可清除，无产生中断能力。ADC上电完毕后会置位，只有RDY标志置位后，才可进行校准及触发转换。

普通通道转换溢出标志(OCCO)

指示ADC转换数据溢出，标志由软件对其自身写零清除，有产生中断能力。无独立的溢出检测使能位，在使能DMA传输或者EOCSFEN=1时有效，当上一笔转换数据未被读走，下一笔转换数据已产生时就会置位此标志。标志清除后的转换恢复分如下两种情况：1）非组合模式下，此标志置位后，当前转换停止，转换序列不被清零，因此可不用复位ADC，直接清除标志再次触发转换即可；2）组合模式下，此标志置位后，当前转换停止，转换序列同样保持，但由于此时可能已丢失同步规则，因此需要复位各ADC，然后重新进行触发转换。

普通通道转换开始标志(OCCS)

指示普通通道转换开始，由软件对其自身写零清除，无产生中断能力。

抢占通道转换开始标志(PCCS)

指示抢占通道转换开始，由软件对其自身写零清除，无产生中断能力。

抢占通道组转换结束标志(PCCE)

指示抢占通道组转换完成，由软件对其自身写零清除，有产生中断能力。在抢占通道组转换完成后置位，通常应用使用此标志来读取抢占通道组的转换数据。

普通通道转换结束标志(OCCE)

指示普通通道转换完成，由软件对其自身写零或读ODT寄存器清除，有产生中断能力。在普通通道转换完成后置位，应用可使用此标志来读取普通通道的转换数据(EOCSFEN=1)。注意：DMA读取转换数据会同步清除OCCE标志，因此在使用DMA时禁止再使用OCCE标志。

电压监测超出范围标志(VMOR)

指示通道电压超出设定阈值，由软件对其自身写零清除，有产生中断能力。在ADC的通道转换数据超过设定阈值后置位，通常应用使用此标志来监控通道电压。软件接口中断使能设定，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：标志状态获取，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：标志状态清除，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：注意：435的三个ADC共用一个中断向量；通用状态寄存器内有每个ADC的状态标志的映像，此映像为只读，不可通过映像来清除标志。

多种转换数据的获取方式

1、功能介绍ADC具备多种转换数据的获取方式。不同通道类型、不同组合模式可支持的数据获取方式不同。CPU读取抢占通道数据抢占通道不具备DMA能力，因此不管什么组合模式，抢占通道数据均由CPU读取抢占数据寄存器x（ADC_PDTx）获得。CPU读取普通通道数据(非组合模式)只适用于非组合模式，软件设置ADC_CTRL2的EOCSFEN位让每次普通数据寄存器更新时置位OCCE标志，软件通过OCCE标志读取转换数据。DMA读取普通通道数据(非组合模式)非组合模式下，普通通道数据存储于 ADC 自己独立的数据寄存器中。软件设置OCDMAEN及OCDRCEN位让每次普通数据寄存器更新时产生DMA请求，DMA在每次收到DMA请求时读取转换数据。DMA读取普通通道数据(组合模式)组合模式下，普通通道数据会共同存储于通用普通数据寄存器中。存储方式透过ADC_CCTRL的MSDMASEL位配置，提供5种模式。只要MSDMASEL不为0，就会在每次数据备齐时使用ADC1的DMA通道请求DMA搬运数据。表4. 主从组合模式的DMA模式图11. DMA模式与ADC模式对应关系2、软件接口CPU读取抢占通道数据，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：CPU读取普通通道数据(非组合模式)，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：DMA读取普通通道数据(非组合模式)，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：DMA读取普通通道数据(组合模式)，软件由单独的函数接口实现，其软件实例如下：注意：使用CPU读取普通转换数据时，为避免溢出，通道采样周期需要足够大；三个ADC共用一个中断向量，故中断服务函数一定要简洁，以避免因中断无法及时响应而导致数据溢出；组合模式下，不可使用CPU读取普通通道转换数据；组合模式下，一定要按照可支持的对应关系选用DMA模式。

联动多ADC的主从模式

功能介绍ADC主从模式即通过触发主机来联动从机进行通道转换，并且将通用普通数据寄存器作为获取主从ADC普通通道数据的单一接口。单从机主从模式以ADC1作为主机，ADC2作为从机，ADC3独立动作。双从机主从模式以ADC1作为主机，ADC2与ADC3作为从机。图12. 主从模式的ADC框图

• 同时模式

同时模式可用于普通/抢占/普通抢占组合。配置同时模式后，可触发主机，使主机与从机同时转换各自的通道。在此模式下，必须使用相同的采样时间以及相同的序列长度，以避免主从之间失去同步，遗失数据。图13. 普通同时模式图14. 抢占同时模式注意：同时模式下，需要禁止来自从机的触发；同时模式下，触发间隔需要大于任意通道组的转换周期；同样的通道不可同时被多个ADC采样，因此禁止将相同通道安排在不同ADC的同样序列位置。

• 交错触发模式

交错触发模式适用于抢占通道组，可单独使用也可与普通同时模式组合使用。配置抢占交错触发模式后，可多次触发主机的抢占通道，促使主从ADC轮流转换抢占通道组。图15. 抢占交错触发模式

• 位移模式

位移模式适用于普通通道组，此模式只可单独使用，不能与抢占通道组合使用。配置普通位移模式后，可触发主机普通通道，使各ADC之间自动在普通通道的转换上时序位移。位移长度可由软件经ADC_CCTRL寄存器中的ASISEL位进行设定。此模式下，硬件会保证不同ADC间的采样间隔至少2.5个ADCCLK。当软件设定的位移长度无法满足这个条件时，软件设定将会变得无效。因此利用这个特性，可以将相同通道安排在不同ADC的同样序列位置。图16. 普通位移模式图17. 使用DMA模式2时的位移转换注意：位移模式下禁止抢占通道触发、禁止从机的普通通道触发软件接口联动多ADC的主从模式设定，软件由公共部分结构体配置完成，其软件实例如下：注意：为避免主从间失去同步，主从机必须配置相同分辨率；组合模式下，一定要按照可支持的对应关系选用DMA模式；若有同时使用多个ADC低解析度转换的需求，建议使用主从模式搭配DMA1或DMA2。

ADC配置解析

以下对ADC的配置流程及数据获取方法进行说明。

ADC配置流程

ADC的配置一般包括如下内容

外部触发源配置

ADC外部触发源有TMR或EXINT，其配置无特殊性，参考普通的TMR或EXINT配置即可。注意：此处仅是触发源的配置，触发源的使能需在ADC全部配置完毕后才可进行。

DMA配置使能

ADC普通通道转换数据可通过DMA传输，若应用需要DMA传输时，需提前进行DMA的初始化配置，其配置无特殊性，参考普通的DMA配置即可。

开启ADC数字时钟

开启ADC数字时钟，允许进行相关功能配置。

ADC公共部分结构体配置

包括主从模式、ADC分频、主从模式的DMA模式、DMA请求接续使能、位移模式位移长度、内部温度传感器及Vintrv、Vbat相关配置。

主从模式

依据从机数量、通道类型、组合类型进行选择，支持多达13种模式。

ADC分频

设定ADC模拟部分的时钟，其由HCLK分频而来，可设定2~17中的任意一种分频。

主从模式的DMA模式

需要结合主从模式进行选择，支持多达5种模式，抢占组合模式下需禁止DMA模式

DMA请求接续使能

设定在传输完DMA设定个数数据后，普通通道转换完毕是否再产生DMA请求。

位移模式位移长度

设定位移模式下相邻ADC间的采样间隔时间，可设定5~20个ADCCLK中的任意一种。

内部温度传感器及Vintrv

使能内部温度传感器及内部参考电压，其分别连接到ADC1的CH16和CH17。

Vbat

使能电池电压，电池电压经除4电路后连接到了ADC1的CH18。

注意：用ADC采集VBAT电压，当使能VBATEN后，VBAT会一直耗电，如果应用对功耗敏感，建议只在VBAT采样时才打开，采样结束后关闭。

ADC基础部分结构体配置

包括序列模式、反复模式、数据对齐、普通转换序列长度。序列模式不论普通还是抢占组，只要配置有多个通道，就需要开启序列模式。反复模式若应用需要周期性的触发转换时，就需要关闭反复模式，不然周期性的触发将变得无效。当应用不想周期性的触发，而期望单次触发后就不停的转换设定通道组时需开启反复模式。数据对齐设定转换数据靠右或是靠左对齐放置于数据寄存器。普通转换序列长度可设定1~16中的任何一个长度，指示单个普通序列包含的通道个数，需与实际普通通道序列个数一致。

普通通道配置

包含通道配置、触发配置、数据传输方式。

通道配置

由转换顺序、通道值、采样周期的设定组成。其中不同顺序可配置相同通道值。

触发配置

由触发源和触发边沿检测的设定组成。若使用软件触发时，需要禁止触发边沿检测。

数据传输方式

可设定CPU或DMA传输转换数据。在主从组合模式下，需禁止此项配置。

• 抢占通道配置

包含通道个数、通道配置、触发配置。

通道个数

可设定1~4中的任何一个长度，指示单个抢占序列包含的通道个数，需与实际抢占通道序列个数一致。

通道配置

由转换顺序、通道值、采样周期的设定组成。其中不同顺序可配置相同通道值。

触发配置

由触发源和触发边沿检测的设定组成。若使用软件触发时，需要禁止触发边沿检测。

特殊模式配置（非必需）

分割模式

包括每次触发转换的普通通道个数、普通通道分割模式使能、抢占通道分割模式使能。

抢占自动转换模式

用于设定普通组转换结束后的抢占通道组自动转换使能。

过采样

包括过采样率、过采样移位、普通过采样触发模式使能、普通过采样重转模式选择、普通及抢占过采样使能的设定。

中断配置

使能对应中断，包括溢出中断、普通通道转换结束中断、抢占通道组转换结束中断、电压检测超过范围中断中的一个或多个。

ADC上电

使能ADC让ADC上电，由于上电需要稳定时间，因此ADC上电后需等待ADC的RDY标志处于置位后才可进行后续动作。

ADC校准

为保障ADC转换数据准确，在ADC上电后需进行校准。其包含：A/D初始化校准、等待初始化校准完成、A/D校准、等待校准完成。

ADC分辨率调整

在ADC校准完毕后，即可进行分辨率切换。切换分辨率后，软件需要等待ADC的RDY标志处于置位后才可进行后续动作。至此，ADC的初始化配置就算全部完成。随后，可通过软件或使能硬件触发源进行触发转换。

ADC数据获取方法

ADC支持多种数据获取方法，通常可概括为如下几种

CPU获取抢占通道数据

抢占通道数据不具备DMA能力，只能透过CPU获取。推荐使用中断获取，方法如下1) 抢占通道组转换结束中断使能；2) 抢占通道组转换结束中断函数内将转换数据缓存进数组内；3) 其他应用逻辑内透过数组内的数据进行数据的后续算法处理。

CPU读取普通通道数据

435额外支持通过CPU读取普通通道数据。为保障数据读取的实时性，同样推荐使用中断获取，方法如下1) 软件设置ADC_CTRL2的EOCSFEN位让每次数据寄存器更新时置位OCCE标志；2) 普通通道组转换结束中断使能；3) 普通通道组转换结束中断函数内将转换数据缓存进数组内；4) 其他应用逻辑内透过数组内的数据进行数据的后续算法处理。

DMA读取普通通道数据（单buffer模式）

普通通道数据具备DMA能力。为避免软件耗时，可直接采用DMA读取转换数据，方法如下1) 初始化并使能DMA；2) 使能ADC的DMA模式；3) 在DMA传输完成中断函数内获取DMA的buffer数据；4) 其他应用逻辑内透过buffer数据进行数据的后续算法处理。

DMA读取普通通道数据（双buffer模式）

435的EDMA支持双buffer模式。为避免数据处理不及时，可尝试使用双buffer缓存数据，方法如下1) 初始化EDMA成双buffer模式并使能EDMA；2) 使能ADC的DMA模式，使能普通通道数据的DMA请求接续；3) 在EDMA传输完成中断函数内交叉获取EDMA的buffer数据；4) 其他应用逻辑内透过获取到的buffer数据进行数据的后续算法处理。

案例 ADC过采样

功能简介

ADC支持过采样功能，在一些要求转换数据准确性的场合，可以使用过采样来实现。本例将同时使用普通及抢占通道组的过采样。设定8倍过采样，保持12位分辨率。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4 and PA7——3.3VPA5 and PB0——GNDPA6 and PB1——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\ordinary_preempt_oversampling

软件设计

1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置设定

软件触发转换

获取转换数据

2) 代码介绍

GPIO配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，最终串口打印的转换数据如下。图18. ADC过采样实验结果

案例 ADC电压监测

功能简介

ADC支持电压监测功能，在需要监测通道电压时，可参考本例进行设计。本例将固定监控普通通道组的Channel5，监控阈值为0~Vref+/3。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4——3.3VPA5——0VPA6——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\voltage_monitoring

软件设计

1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置及电压监测设定

普通通道软触发

获取转换数据

2) 代码介绍

GPIO配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

 

中断服务函数代码

main函数代码

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，测试过程中随机将Channel5外接1.5V，最终串口打印信息如下。通过打印信息可以看到：有实际监测到Channel5超过监控阈值，且记录到的实际监控值为1.5V。图19. ADC电压监测实验结果

案例 ADC双Buffer

功能简介

EDMA具备双缓冲模式功能，ADC配合这个功能使用，可有效提高数据转换效率。本案例将以该EDMA的双缓冲功能为基础，示范如何配置使用ADC的快速转换。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4——3.3VPA5——0VPA6——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\edma_double_buffer

软件设计

1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置及设定

普通通道软触发

获取转换数据

2) 代码介绍

GPIO配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，如下图所示，ADC转换数据被硬件循环的存储到EDMA设定的两个buffer内了。图20. ADC电压监测实验结果

案例 ADC DMA模式1

功能简介

ADC主从组合模式下的普通通道转换数据需经DMA传输。DMA支持多种模式，不同模式数据的传输规则存在明显差异。当选择不适用的DMA模式传输转换数据时，会因传输不及时导致数据溢出等问题。因此应用中ADC主从组合模式与DMA模式需要按照RM要求搭配使用。DMA模式1适用ADC组合模式如下：普通同时模式(单从机)、普通位移模式(单从机)、普通同时模式(双从机)、普通位移模式(双从机)本案例将以“DMA模式1+普通同时模式(双从机)”为基础进行使用示范。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4 and PA7 and PC0——3.3VPA5 and PB0 and PC2——GNDPA6 and PB1 and PC3——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\combine_mode_ordinary_smlt_twoslave_dma1

软件设计

1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于触发的TMR(TMR1_TRGOUT2 event)

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置及设定

等待触发完毕后关闭触发TMR

获取转换数据

2) 代码介绍

GPIO配置函数代码

TMR配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，最终串口打印的转换数据如下。ADC转换数据以半字为单位进行传输，传输顺序为：ADC1第一个转换通道；ADC2第一个转换通道；ADC3第一个转换通道；ADC1第二个转换通道；ADC2第二个转换通道；ADC3第二个转换通道；ADC1第三个转换通道；ADC2第三个转换通道；ADC3第三个转换通道；ADC1第一个转换通道……图21. ADC DMA模式1实验结果

案例 ADC DMA模式2

功能简介

ADC主从组合模式下的普通通道转换数据需经DMA传输。DMA支持多种模式，不同模式数据的传输规则存在明显差异。当选择不适用的DMA模式传输转换数据时，会因传输不及时导致数据溢出等问题。因此应用中ADC主从组合模式与DMA模式需要按照RM要求搭配使用。DMA模式2适用ADC组合模式如下：普通同时模式(单从机)、普通位移模式(单从机)、普通位移模式(双从机)本案例将以“DMA模式2+普通同时模式(单从机)”为基础进行使用示范。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4 and PA7——3.3VPA5 and PB0——GNDPA6 and PB1——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\combine_mode_ordinary_smlt_oneslave_dma2

软件设计

1) 配置流程

开ADC使用的GPIO配置

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配及设定

普通通道软触发

获取转换数据

2) 代码介绍

GPIO配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，最终串口打印的转换数据如下。ADC转换数据以字为单位进行传输，传输顺序为：(ADC2第一个转换通道<<16)|ADC1第一个转换通道；(ADC2第二个转换通道<<16)|ADC1第二个转换通道；(ADC2第三个转换通道<<16)|ADC1第三个转换通道；(ADC2第一个转换通道<<16)|ADC1第一个转换通道……图22. ADC DMA模式2实验结果

案例 ADC DMA模式3

功能简介

ADC主从组合模式下的普通通道转换数据需经DMA传输。DMA支持多种模式，不同模式数据的传输规则存在明显差异。当选择不适用的DMA模式传输转换数据时，会因传输不及时导致数据溢出等问题。因此应用中ADC主从组合模式与DMA模式需要按照RM要求搭配使用。DMA模式3适用ADC组合模式如下：6/8位分辨率的普通同时模式(单从机)、6/8位分辨率的普通位移模式(单从机)、6/8位分辨率的普通位移模式(双从机)本案例将以“DMA模式3+8位分辨率的普通位移模式(双从机)”为基础进行使用示范。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4——3.3VPA7——GNDPC0——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\combine_mode_ordinary_shift_twoslave_dma3

软件设计

3) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于触发的TMR(TMR1_TRGOUT event)

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置及设定

等待触发完毕后关闭触发TMR

获取转换数据

4) 代码介绍

GPIO配置函数代码

TMR配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，最终串口打印的转换数据如下。ADC转换数据以半字为单位进行传输，传输顺序为：(ADC2的转换通道<<8)|ADC1的转换通道；(ADC1的转换通道<<8)|ADC3的转换通道；(ADC3的转换通道<<8)|ADC2的转换通道；(ADC2的转换通道<<8)|ADC1的转换通道……图23. ADC DMA模式3实验结果

案例 ADC DMA模式4

功能简介

ADC主从组合模式下的普通通道转换数据需经DMA传输。DMA支持多种模式，不同模式数据的传输规则存在明显差异。当选择不适用的DMA模式传输转换数据时，会因传输不及时导致数据溢出等问题。因此应用中ADC主从组合模式与DMA模式需要按照RM要求搭配使用。DMA模式4适用ADC组合模式如下：6/8位分辨率的普通同时模式(双从机)、6/8位分辨率的普通位移模式(双从机)本案例将以“DMA模式4+8位分辨率的普通位移模式(双从机)”为基础进行使用示范。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4——3.3VPA7——GNDPC0——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\combine_mode_ordinary_shift_twoslave_dma4

软件设计

1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于触发的TMR(TMR1_TRGOUT event)

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置及设定

等待触发完毕后关闭触发TMR

获取转换数据

2) 代码介绍

GPIO配置函数代码

TMR配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，最终串口打印的转换数据如下。ADC转换数据以字为单位进行传输，传输顺序为：(ADC3的转换通道<<16)|(ADC2的转换通道<<8)|ADC1的转换通道；(ADC3的转换通道<<16)|(ADC2的转换通道<<8)|ADC1的转换通道……图24. ADC DMA模式4实验结果

案例 ADC DMA模式5

功能简介

ADC主从组合模式下的普通通道转换数据需经DMA传输。DMA支持多种模式，不同模式数据的传输规则存在明显差异。当选择不适用的DMA模式传输转换数据时，会因传输不及时导致数据溢出等问题。因此应用中ADC主从组合模式与DMA模式需要按照RM要求搭配使用。DMA模式5适用ADC组合模式如下：普通同时模式(双从机)、普通位移模式(双从机)本案例将以“DMA模式5+普通同时模式(双从机)”为基础进行使用示范。

资源准备

1) 硬件环境对应产品型号的AT-START BOARDPA4 and PA7 and PC0——3.3VPA5 and PB0 and PC2——GNDPA6 and PB1 and PC3——1.5V左右2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\combine_mode_ordinary_smlt_twoslave_dma5

软件设计

1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于触发的TMR(TMR1_CH1 event)

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置及设定

等待触发完毕后关闭触发TMR

获取转换数据

2) 代码介绍

GPIO配置函数代码

TMR配置函数代码

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，最终串口打印的转换数据如下。ADC转换数据以字为单位进行传输，传输顺序为：(ADC2第一个转换通道<<16)|ADC1第一个转换通道；ADC3第一个转换通道；(ADC2第二个转换通道<<16)|ADC1第二个转换通道；ADC3第二个转换通道；(ADC2第三个转换通道<<16)|ADC1第三个转换通道；ADC3第三个转换通道(ADC2第一个转换通道<<16)|ADC1第一个转换通道……图25. ADC DMA模式5实验结果

案例 ADC侦测Vref电压

功能简介

实际应用场景中，受外部电路等因素影响，ADC的模拟参考电压可能出现波动，导致ADC转换结果出现失真。当无法优化硬件时，可尝试如下解决办法。ADC通道ADC1_IN17连接到了MCU的内部参考电压，该内部参考电压是经LDO输出的稳定的1.2V电压值。故可通过ADC1_IN17的转换数据来反推当前的实际模拟参考电压值。再以获取的模拟参考电压进行ADC转换通道数据的计算。本例将示例如何以ADC1_IN17的转换结果来反推当前的模拟参考电压值。

资源准备

1) 硬件环境:对应产品型号的AT-START BOARD2) 软件环境project\at_start_f4xx\examples\adc\current_vref_value_check

软件设计

1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道数据传输的DMA

ADC相关配置及设定

普通通道软触发

获取转换数据反推当前Vref值

2) 代码介绍

DMA配置函数代码

ADC配置函数代码

中断服务函数代码

main函数代码

 

实验效果

可通过串口打印查看实现效果，测试未独立外接Vref，并使用AT-Link供电，可以看到实际Vref电压固定保持3.32V左右。图26. ADC侦测Vref电压实验结果关于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，专注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗内核，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。