MindSDK应用基础—ADC模块样例

 引言

MindSDK为MM32主流的微控制器，实现了一组ADC样例工程。本文通过讲解ADC模块的样例工程，介绍ADC模块的功能和用法。关于ADC模块对应的驱动程序，以及ADC外设模块硬件的实现细节，可具体查阅MindSDK工程的源文件，以及MM32微控制器（例如MM32F5270）的用户手册。

 样例工程

MindSDK中为ADC驱动设计的样例工程包括：

adc_basic

adc_interrupt

adc_dma

adc_seq

adc_fixed_seq

adc_ext_seq

adc_awdg

adc_oversample

adc_sw_write_calib

其中， adc_baic 、 adc_interrupt 、 adc_dma 分别演示了ADC最典型的功能，包括通过轮询、中断、DMA来获取一个ADC转换通道的转换结果。adc_awdg 来展现ADC模拟看门狗的功能， adc_seq 、 adc_fixed_seq 、 adc_ext_seq 则展现ADC按照不同的转换序列来进行转换。还有一些用于特殊场景的功能，例如通过软件写入校准值，以及硬件实现的多次采样取平均值、基本滤波等。

adc_basic

adc_basic 描述了使用ADC模块最基本的方式，通过轮询方式对一个通道进行转换，并获取通道的转换值。在样例工程中，通过 ADC_Init() 函数，配置ADC数据有效数据位 ADC_Resolution_Alt0 ，ADC的转换模式为单通道单次转换模式 ADC_ConvMode_SingleSlot 、转换数据对其方式为右对齐 ADC_Align_Right 、通道转化结果通过单端转换方式，将通道与ADC内部参考电压VREF的差数字量化后输出 ADC_SingleDiffConvMode_SingleEnd 、配置单端转换方式的参考电压为内部参考电压 ADC_SingleConvVref_Internal ，配置待转换通道的序列和每个转换通道的采样周期。之后，每次通过 ADC_DoSwTrigger() 函数，使用软件触发的方式启动ADC转换。

实际运行程序时，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，改变转换通道的输入电压，会看到串口终端界面对应数值的变化。

adc_interrupt

adc_interrupt 相对于 adc_basic 样例工程，实现了ADC转换完成后触发中断服务，在中断服务中获取转换值的用法。

其实现原理，是在 adc_basic 的配置的基础上，通过 ADC_EnableInterrupts() 函数和 NVIC_EnableIRQ()函数 开启ADC的中断。当ADC转换通道完成转换后，就进入中断服务函数。

实际运行程序时，用户在串口调试终端每次输入任意字符，改变转换通道的输入电压，会看到串口终端界面对应数值的变化。

adc_dma

adc_dma 在 adc_basic 的基础上增加对DMA外设模块的使用。在应用层 app_adc_init() 函数中添加对DMA通道的配置，通过 DMA_InitChannel() 函数， DMA_XferMode_PeriphToMemory 配置传输方向为外设到内存、 MemAddr 和 PeriphAddr 配置内存和外设地址、 MemAddrIncMode 和 PeriphAddrIncMode 配置内存和外设的增量模式、 XferCount 传输的数据量、 DMA_ReloadMode_AutoReloadContinuous 自动重载传输量、 DMA_XferWidth_32b 以32位的数据进行传输。外设映射的DMA通道初始配置完成后，通过 DMA_EnableChannel() 函数使能DMA通道，通过 NVIC_EnableIRQ() 和 DMA_EnableChannelInterrupts() 函数开启DMA中断。之后，每次通过 ADC_DoSwTrigger() 函数触发ADC开始转换，当转换完成后DMA开始搬运，当DMA搬运完成后进入中断服务函数，以此循环往复。

实际运行程序时，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，改变转换通道的输入电压，会看到串口终端界面对应数值的变化。

adc_fixed_seq

adc_fixed_seq 在 adc_dma 样例的基础上，将转换的ADC通道由一个通道，设置为多个通道形成一个序列来进行转换，当序列转换完成后，就停止转换。通过 ADC_EnableSeqSlotFixed() 函数来配置转换序列的顺序为有低到高的顺序进行转换。DMA将ADC每个通道数据搬运到指定内存。通过在循环中调用 ADC_DoSwTrigger() 函数来进行一个序列的多次转换。或者通过 ADC_ConvMode_SeqContinues 启用序列的连续转换模式。通过 ADC_DoSwTrigger() 函数可以停止序列转换。

实际运行程序时，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，改变配置的转换序列中每个通道的输入电压值，会看到串口调试终端界面对应数值变化。

adc_seq

adc_seq 与 adc_fixed_seq 样例的不同之处在于， adc_fixed_seq 样例只能实现一个由高到低或者由低到的通道转换序列进行转换，例如ch0-ch1-ch3或者ch3-ch1-ch0的转换顺序。adc_seq 样例则实现任意通道序列的转换，例如ch3-ch0-ch5,任意的序列。通过ADC_EnableSeqSlot () 函数配置具体的转换序列。ADC根据配置的转换序列开始进行转换。当序列转换完成后，停止转换。可以重复的调用 ADC_DoSwTrigger() 开启下一个序列的转换，一次循环往复。或者通过 ADC_ConvMode_SeqContinues 启用序列的连续转换模式。通过 ADC_DoSwTrigger() 函数可以停止序列转换。

实际运行程序时，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，改变转换通道的输入电压，会看到串口终端界面对应数值的变化。

adc_ext_seq

adc_ext_seq 实现在当前任意序列转换过程中插入额外的序列，当插入额外的序列时，当前任意序列中正在转换的通道完成，将切换到插入的序列中进行转换，当转换完成后在继续之前任意序列中剩余通道的转换。通过 ADC_EnableExtSeqSlot() 函数配置额外的序列。例如当前任意序列为ch3-ch0-ch5,额外的序列为ch1-ch4。ADC_EnableAutoExtSeqSlot() 函数开启自动注入模式，即任意序列转换完成后，开启注入通道的转换，转换额外的序列。这种注入模式增加了整个序列的长度。当一个完整序列转换完成后，停止转换，调用 ADC_DoSwTrigger() 函数来进行一个序列的多次转换。或者通过 ADC_ConvMode_SeqContinues 启用序列的连续转换模式。通过 ADC_DoSwTrigger() 函数可以停止序列转换。

实际运行时，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，改变转换通道的输入电压，会看到串口终端界面对应数值的变化。

adc_awdg

adc_awdg 在 adc_basic 的基础上增加对转换结果进行监控，通过 ADC_EnableHwComp() 函数配置需要监控的转换通道 ChnNum 、设置的上限值 HighLimit 和下限值 LowLimit ，可以根据上限值和下限值的大小关系设置监控范围，当上限值大于或等于下限值时，监控通道的转换值在两个阈值之外的数值，若开启中断则会进入中断服务函数；同理，当上限值小于下限值时，监控通道转换值在两个阈值之间的数值，若开启中断则会进入中断服务函数。之后，每次通过 ADC_DoSwTrigger() 函数，使用软件触发的方式启动ADC转换。

实际运行时，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，改变转换通道的输入电压，当电压值满足监控区间时，会看到串口终端界面当前转换数据。

adc_oversample

adc_oversample 在 adc_seq 的基础上通过 ADC_SetOverSample()`函数启动硬件的过采样模式， ADC_OverSampleRatio_256 配置过采样率为256， ADC_OverSampleDataDiv_8 配置数据右移8位， ADC_OverSampleTriggerMode_Multi 配置为所有通道的过采样转换只需要进行一次触发。injectOverSampleMode 配置是否开启注入通道的过采样模式。之后，每次通过 ADC_DoSwTrigger() 函数，使用软件触发的方式启动ADC转换。

adc_sw_write_calib

adc_sw_write_calib 在 adc_basic 的基础上实现使用软件保存ADC的校准值，然后通过软件将校准值写入寄存器中。通过 ADC_GetCalibFactor() 函数获取校准值，通过 ADC_SetCalibFactor() 来写入校准值。

审核编辑：刘清