博客
关于我
强烈建议你试试无所不能的chatGPT,快点击我
STM32F1之ADC使用
阅读量:2189 次
发布时间:2019-05-02

本文共 10210 字,大约阅读时间需要 34 分钟。

目录


一、使用过程中问题

1、ADC数据会产生跳动解决办法:

①多去几次求平均值(平均值会将毛刺及错误的值加入平均计算);

②多取几次,去除最大值与最小值,其余求平均值(中位值平均滤波法);

A、名称:中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)B、方法:    采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值,    相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”。    连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值,    然后计算N-2个数据的算术平均值。    N值的选取:3-14。C、优点:    融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。    对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由其所引起的采样值偏差。    对周期干扰有良好的抑制作用。    平滑度高,适于高频振荡的系统。D、缺点:    计算速度较慢,和算术平均滤波法一样。    比较浪费RAM。

③采集数据进行排列,然后取中间值(中位值滤波法);

A、名称:中位值滤波法B、方法:    连续采样N次(N取奇数),把N次采样值按大小排列,    取中间值为本次有效值。C、优点:    能有效克服因偶然因素引起的波动干扰;    对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。D、缺点:    对流量、速度等快速变化的参数不宜。

④采用滤波算法②③似乎就是。

2、使用过程中ADC采集没有中间值,要么最大要么最小:

首先就要查看基准电平是否焊接上。

使用过程:

比较神奇,就算端口引脚没有初始化模拟输入也可以使用adc采集,本来是PC0、PC2、PC3、PC4、PC5设置成PC10、PC12、PC13、PC14、PC15,也可以使用,

另外使用中,adc不能模拟采集,可能由于基准电压引脚没有焊接

二、ADC电压采集 

电压输入范围

ADC 输入范围为: VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。由 VREF-、 VREF+ 、 VDDA 、 VSSA、这四个外部引脚决定。

在设计原理图的时候一般把VSSA和VREF-接地,把VREF+和VDDA 接3V3,得到ADC的输入电压范围为: 0~3.3V。
如果想让输入的电压范围变宽,去到可以测试负电压或者更高的正电压,我们可以在外部加一个电压调理电路,把需要转换的电压抬升或者降压到 0~3.3V,这样 ADC 就可以测量了
 

输入通道

转换顺序
触发源
转换时间

ADC 时钟

ADC 输入时钟 ADC_CLK 由 PCLK2 经过分频产生, 最大是 14M,分频因子由 RCC 时钟配置寄存器 RCC_CFGR 的位 15:14 ADCPRE[1:0]设置,可以是 2/4/6/8 分频,注意这里没有 1 分频。一般我们设置 PCLK2=HCLK=72M。
采样时间
ADC 使用若干个 ADC_CLK 周期对输入的电压进行采样,采样的周期数可通过 ADC采样时间寄存器 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 中的 SMP[2:0]位设置, ADC_SMPR2 控制的是通道 0~9, ADC_SMPR1 控制的是通道 10~17。每个通道可以分别用不同的时间采样。其中采样周期最小是 1.5 个,即如果我们要达到最快的采样,那么应该设置采样周期为 1.5 个周期,这里说的周期就是 1/ADC_CLK
ADC 的转换时间跟 ADC 的输入时钟和采样时间有关,公式为: Tconv = 采样时间 +12.5 个周期。 当 ADCLK = 14MHZ (最高),采样时间设置为 1.5 周期(最快),那么总的转换时间(最短) Tconv = 1.5 周期 + 12.5 周期 = 14 周期 = 1us。
一般我们设置 PCLK2=72M,经过 ADC 预分频器能分频到最大的时钟只能是 12M,采样周期设置为 1.5 个周期,算出最短的转换时间为 1.17us,这个才是最常用的。
 

数据寄存器

一切准备就绪后, ADC 转换后的数据根据转换组的不同,规则组的数据放在 ADC_DR寄存器,注入组的数据放在 JDRx。

 

中断

转换结束中断

数据转换结束后,可以产生中断,中断分为三种:规则通道转换结束中断,注入转换通道转换结束中断,模拟看门狗中断。其中转换结束中断很好理解,跟我们平时接触的中断一样,有相应的中断标志位和中断使能位,我们还可以根据中断类型写相应配套的中断服务程序。

模拟看门狗中断

当被 ADC 转换的模拟电压低于低阈值或者高于高阈值时,就会产生中断,前提是我们开启了模拟看门狗中断,其中低阈值和高阈值由 ADC_LTR 和 ADC_HTR 设置。例如我们设置高阈值是 2.5V,那么模拟电压超过 2.5V的时候,就会产生模拟看门狗中断,反之低阈值也一样。

DMA 请求

规则和注入通道转换结束后,除了产生中断外,还可以产生 DMA 请求,把转换好的数据直接存储在内存里面。要注意的是只有 ADC1 和 ADC3 可以产生 DMA 请求。一般我们在使用 ADC 的时候都会开启 DMA 传输。

电压转换

模拟电压经过 ADC 转换后,是一个 12 位的数字值,如果通过串口以 16 进制打印出来的话,可读性比较差,那么有时候我们就需要把数字电压转换成模拟电压,也可以跟实际的模拟电压(用万用表测)对比,看看转换是否准确。

我们一般在设计原理图的时候会把 ADC 的输入电压范围设定在: 0~3.3v,因为 ADC是 12 位的,那么 12 位满量程对应的就是 3.3V, 12 位满量程对应的数字值是: 2^12。数值0 对应的就是 0V。 如果转换后的数值为 X , X 对应的模拟电压为 Y,那么会有这么一个等式成立: 2^12 / 3.3 = X / Y, => Y = (3.3 * X )
 

三、代码使用

1、adc值读取

adc.c

#include "main.h"#include "stm32f10x_dma.h"#include "bsp_adc.h"void ADC_IN_Init(){	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//使能ADC时钟和相关GPIO时钟	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//配置ADC时钟72M/6=12,最大不能超过14		//GPIO配置	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_10;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);	ADC_DeInit(ADC1);//复位ADC	ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//独立工作模式	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//启动多通道扫描(单通道不要打开)	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//启动连续转换	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//软件触发	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//右对齐	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;//扫描8个通道	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//根据参数初始化ADC1		ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//使能ADC	ADC_ResetCalibration(ADC1);//使能复位校准	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//等待校准完成	ADC_StartCalibration(ADC1);//使能ADC校准	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//等待校准完成	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//启动一次ADC转换}//读取指定通道值uint16_t read_adc_value(uint8_t ch)   {    uint16_t adc_val = 0;        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5 );        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);            while(ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC1)){};    delay_ms(10);    adc_val =  100 - ADC_GetConversionValue(ADC1)*100/4096;    			    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5 );        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);            while(ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC1)){};    delay_ms(10);    adc_val +=  100 - ADC_GetConversionValue(ADC1)*100/4096;      	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5 );        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);            while(ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC1)){};    delay_ms(10);    adc_val +=  100 - ADC_GetConversionValue(ADC1)*100/4096;	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5 );        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);            while(ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC1)){};    delay_ms(10);    adc_val += 100 - ADC_GetConversionValue(ADC1)*100/4096;				return adc_val/4;}

 

adc.h

#ifndef BSP_ADC_H#define BSP_ADC_H#include "stm32f10x_adc.h"int getAdcValue(char channle);void ADC_IN_Init(void);uint16_t read_adc_value(uint8_t ch);#endif

2、ADC的DMA多通道读取使用方法

adc.h

#ifndef __ADC_H#define	__ADC_H#include "stm32f10x.h"/********************ADC1输入通道(引脚)配置**************************/#define    ADC_APBxClock_FUN             RCC_APB2PeriphClockCmd#define    ADC_CLK                       RCC_APB2Periph_ADC1#define    ADC_GPIO_APBxClock_FUN        RCC_APB2PeriphClockCmd#define    ADC_GPIO_CLK                  RCC_APB2Periph_GPIOC  #define    ADC_PORT                      GPIOC// 转换通道个数#define    NOFCHANEL										 6#define    ADC_PIN1                      GPIO_Pin_0#define    ADC_CHANNEL1                  ADC_Channel_10#define    ADC_PIN2                      GPIO_Pin_1#define    ADC_CHANNEL2                  ADC_Channel_11#define    ADC_PIN3                      GPIO_Pin_2#define    ADC_CHANNEL3                  ADC_Channel_12#define    ADC_PIN4                      GPIO_Pin_3#define    ADC_CHANNEL4                  ADC_Channel_13#define    ADC_PIN5                      GPIO_Pin_4#define    ADC_CHANNEL5                  ADC_Channel_14#define    ADC_PIN6                      GPIO_Pin_5#define    ADC_CHANNEL6                  ADC_Channel_15// ADC1 对应 DMA1通道1,ADC3对应DMA2通道5,ADC2没有DMA功能#define    ADC_x                         ADC1#define    ADC_DMA_CHANNEL               DMA1_Channel1#define    ADC_DMA_CLK                   RCC_AHBPeriph_DMA1/**************************函数声明********************************/void               ADCx_Init                               (void);#endif /* __ADC_H */

adc.c

#include "bsp_adc.h"__IO uint16_t ADC_ConvertedValue[NOFCHANEL]={0,0,0,0,0,0};/**  * @brief  ADC GPIO 初始化  * @param  无  * @retval 无  */static void ADCx_GPIO_Config(void){	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;		// 打开 ADC IO端口时钟	ADC_GPIO_APBxClock_FUN ( ADC_GPIO_CLK, ENABLE );		// 配置 ADC IO 引脚模式	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = 	ADC_PIN1|																		ADC_PIN2|																		ADC_PIN3|																		ADC_PIN4|																		ADC_PIN5|																		ADC_PIN6;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;		// 初始化 ADC IO	GPIO_Init(ADC_PORT, &GPIO_InitStructure);				}/**  * @brief  配置ADC工作模式  * @param  无  * @retval 无  */static void ADCx_Mode_Config(void){	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;		// 打开DMA时钟	RCC_AHBPeriphClockCmd(ADC_DMA_CLK, ENABLE);	// 打开ADC时钟	ADC_APBxClock_FUN ( ADC_CLK, ENABLE );		// 复位DMA控制器	DMA_DeInit(ADC_DMA_CHANNEL);		// 配置 DMA 初始化结构体	// 外设基址为:ADC 数据寄存器地址	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ( u32 ) ( & ( ADC_x->DR ) );		// 存储器地址	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)ADC_ConvertedValue;		// 数据源来自外设	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;		// 缓冲区大小,应该等于数据目的地的大小	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = NOFCHANEL;		// 外设寄存器只有一个,地址不用递增	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;	// 存储器地址递增	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; 		// 外设数据大小为半字,即两个字节	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;		// 内存数据大小也为半字,跟外设数据大小相同	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;		// 循环传输模式	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;		// DMA 传输通道优先级为高,当使用一个DMA通道时,优先级设置不影响	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;		// 禁止存储器到存储器模式,因为是从外设到存储器	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;		// 初始化DMA	DMA_Init(ADC_DMA_CHANNEL, &DMA_InitStructure);		// 使能 DMA 通道	DMA_Cmd(ADC_DMA_CHANNEL , ENABLE);		// ADC 模式配置	// 只使用一个ADC,属于单模式	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		// 扫描模式	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ; 	// 连续转换模式	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;	// 不用外部触发转换,软件开启即可	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	// 转换结果右对齐	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;		// 转换通道个数	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = NOFCHANEL;				// 初始化ADC	ADC_Init(ADC_x, &ADC_InitStructure);		// 配置ADC时钟N狿CLK2的8分频,即9MHz	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8); 		// 配置ADC 通道的转换顺序和采样时间	ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);	ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL2, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5);	ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL3, 3, ADC_SampleTime_55Cycles5);	ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL4, 4, ADC_SampleTime_55Cycles5);	ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL5, 5, ADC_SampleTime_55Cycles5);	ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL6, 6, ADC_SampleTime_55Cycles5);		// 使能ADC DMA 请求	ADC_DMACmd(ADC_x, ENABLE);		// 开启ADC ,并开始转换	ADC_Cmd(ADC_x, ENABLE);		// 初始化ADC 校准寄存器  	ADC_ResetCalibration(ADC_x);	// 等待校准寄存器初始化完成	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_x));		// ADC开始校准	ADC_StartCalibration(ADC_x);	// 等待校准完成	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC_x));		// 由于没有采用外部触发,所以使用软件触发ADC转换 	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_x, ENABLE);}/**  * @brief  ADC初始化  * @param  无  * @retval 无  */void ADCx_Init(void){	ADCx_GPIO_Config();	ADCx_Mode_Config();}/*********************************************END OF FILE**********************/

数据读取

void read_value(1){	        ADC_ConvertedValueLocal[0] =(float) ADC_ConvertedValue[0]/4096*3.3;    ADC_ConvertedValueLocal[1] =(float) ADC_ConvertedValue[1]/4096*3.3;    ADC_ConvertedValueLocal[2] =(float) ADC_ConvertedValue[2]/4096*3.3;    ADC_ConvertedValueLocal[3] =(float) ADC_ConvertedValue[3]/4096*3.3;    ADC_ConvertedValueLocal[4] =(float) ADC_ConvertedValue[4]/4096*3.3;    ADC_ConvertedValueLocal[5] =(float) ADC_ConvertedValue[5]/4096*3.3;	    Delay_s(1);		 }

 

转载地址:http://qduub.baihongyu.com/

你可能感兴趣的文章
Leetcode C++《热题 Hot 100-28》19.删除链表的倒数第N个节点
查看>>
Leetcode C++《热题 Hot 100-29》22.括号生成
查看>>
Leetcode C++《热题 Hot 100-44》102.二叉树的层次遍历
查看>>
Leetcode C++《热题 Hot 100-47》236.二叉树的最近公共祖先
查看>>
Leetcode C++《热题 Hot 100-48》406.根据身高重建队列
查看>>
《kubernetes权威指南·第四版》第二章:kubernetes安装配置指南
查看>>
Leetcode C++《热题 Hot 100-49》399.除法求值
查看>>
Leetcode C++《热题 Hot 100-51》152. 乘积最大子序列
查看>>
Leetcode C++ 《第181场周赛-1》 5364. 按既定顺序创建目标数组
查看>>
Leetcode C++ 《第181场周赛-2》 1390. 四因数
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第一章 云原生启蒙
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第二章 容器基本概念
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第三章 kubernetes核心概念
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第四章 理解Pod和容器设计模式
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第五章 应用编排与管理
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第六章 应用编排与管理:Deployment
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第七章 应用编排与管理:Job和DaemonSet
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第八章 应用配置管理
查看>>
阿里云《云原生》公开课笔记 第九章 应用存储和持久化数据卷:核心知识
查看>>
linux系统 阿里云源
查看>>