[STM32] オンチップ ADC の予備使用

stm32f103シリーズ準拠
「STM32F103を死角ゼロで遊ぶガイド」準拠

ADC の概要

stm32f103 の ADC

数量:3
精度:12bit(4096)
通道: ADC1 と ADC2 は両方とも 16 チャネル、ADC3 は 8 チャネルあります。
功能変換
終了時、注入変換終了時、およびアナログウォッチドッグイベントの発生時に割り込みが生成されます。
単一および連続変換モード
チャネル 0 からチャネル n までの自動スキャンモード
自己
校正埋め込まれたデータの一貫性によるデータアラインメントサンプリング間隔はチャネル 2 またはそれ以上の ADC デバイスによって個別に
プログラム可能)

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入力電圧範囲

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入力チャンネル

マニュアルに従って入力チャンネルを選択してください
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変換順序

ルールの順序

ルールシーケンスは小さいものから大きいものに変換されます。

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SQR3、SQR2、およびSQR1レジスタを設定します。SQR3のSQ1、SQ2からSQR1のSQ16の順

注入シーケンス

注入シーケンスは、大から小、または小から大のチャネル数に基づいています。

注入シーケンスレジスタ JSQR は 1 つだけあり、最大 4 チャネルをサポートします。具体的な番号はJSQRのJL[2:0]で決まります。JL の値が 4 未満の場合、変換順序を決定する JSQR と SQR の設定が異なります。最初の変換は JSQR1[4:0] ではなく、JCQRx[4:0]、x = (4-JL) )、SQR のちょうど逆です。JL=00(1変換)の場合、JSQR1[4:0]からではなく、JSQR4[4:0]から変換が開始されますので、プログラミングの際は注意してください。JL が 4 の場合、SQR と同じになります。
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トリガーソース

1. CR レジスタの CONbit ビットが有効になり、変換が開始されます
2. トリガスタート:多くの
内部タイマトリガと外部 IO トリガ
ソースがあり、特定のトリガソースは ADC 制御レジスタによって選択されます 2: ADC_CR2 の EXTSEL[2 :0] および JEXTSEL[2:0] ビットを制御します。EXTSEL[2:0]は通常チャンネルのトリガーソースの選択に使用され、JEXTSEL[2:0]はインジェクションチャンネルのトリガーソースの選択に使用されます。トリガソースを選択した後、トリガソースを活性化するかどうかは、ADC 制御レジスタ 2:ADC_CR2 の 2 ビット EXTTRIG と JEXTTRIG によって活性化されます。ADC3 の通常変換およびインジェクション変換のトリガソースは ADC1/2 とは異なります。

EXTSEL[2:0] および JEXTSEL2:0] 制御ビットを使用すると、アプリケーションは、ルールをトリガーしてグループサンプリングを挿入できる 8 つの可能なイベントのうち 1 つを選択できます。
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変換時間

ADCクロック

ADC 入力クロック ADC_CLK は、分周後に PCLK2 によって生成されます。最大は 14M です。分周係数は、RCC クロックコンフィギュレーションレジスタ RCC_CFGR のビット 15:14 ADCPRE[1:0] によって設定されます。2/4 で分周できます。 /6/8. 注ここには 1 による除算はありません。通常、PCLK2=HCLK=72M に設定します。

サンプリング時間

ADC は複数の ADC_CLK サイクルを使用して入力電圧をサンプリングします。サンプリングサイクル数は、ADC サンプリング時間レジスタ ADC_SMPR1 および ADC_SMPR2 の SMP[2:0] ビットで設定できます。ADC_SMPR2 はチャネル 0 ～ 9 を制御し、ADC_SMPR1 はチャネルを制御します10〜17。各チャンネルは異なる時間にサンプリングできます。最小サンプリング周期は 1.5、つまり最速のサンプリングを実現したい場合は、サンプリング周期を 1.5 周期に設定する必要があります (ここで言う周期は 1/ADC_CLK)。

ADC 変換時間は ADC 入力クロックとサンプリング時間に関係し、式は次のようになります: Tconv = サンプリング時間 + 12.5 サイクル。ADCLK = 14MHZ (最高) の場合、サンプリング時間は 1.5 サイクル (最速) に設定され、合計変換時間 (最短) Tconv = 1.5 サイクル + 12.5 サイクル = 14 サイクル = 1us となります。

通常、PCLK2=72M に設定します。ADC プリスケーラで分周できる最大クロックは 12M までです。サンプリング周期は 1.5 サイクルに設定します。最短変換時間は 1.17us と計算され、これが最も一般的に使用されます。。

データレジスタ ADC→DR

ADC で変換されるデータは変換グループに応じて異なり、ルールグループのデータは ADC_DR レジスタに、インジェクショングループのデータは JDRx に配置されます。

ルールデータレジスタ ADC_DR レジスタ

ADC ルールグループデータレジスタ ADC_DR は 1 つだけあり、これは 32 ビットレジスタです。下位 16 ビットはシングル ADC で使用されます。上位 16 ビットは、デュアルモードの ADC2 によって変換されたルールデータを保存するために ADC1 で使用されます。モードは、ADC1 と ADC2 が同時に使用されることを意味します。

通常チャネルは最大16個ありますが、通常データレジスタは1つしかありませんマルチチャネル変換を使用すると、変換されたすべてのデータがDRに密集します前回の時点で変換されたチャネルデータが変換されますその時点で別のチャネルで変換されたデータは上書きされるため、チャネル変換が完了したらデータを取り出すか、DMA モードを ON にしてメモリにデータを転送する必要があります。データは上書きされます。最も一般的な方法は、DMA 転送を有効にすることです。

インジェクトデータレジスタ JDRxレジスタ

ADC インジェクショングループには最大 4 チャネルがあり、インジェクションデータレジスタも 4 つあり、各チャネルは独自のレジスタに対応しているため、通常のレジスタのようなデータカバレッジの問題は発生しません。ADC_JDRx は 32 ビットで、下位 16 ビットが有効、上位 16 ビットが予約であり、データも左詰めと右詰めに分かれており、具体的な格納方法は ADC_CR2 の 11 ビット ALIGN で設定されます。

割り込み

変換終了割り込み

データ変換完了後に割り込みを発生させることができ、割り込みには通常チャネル変換終了割り込み、インジェクション変換チャネル変換終了割り込み、アナログウォッチドッグ割り込みの3種類があります。

ウォッチドッグ割り込みをシミュレートする

ADC によって変換されたアナログ電圧が下限しきい値より低いか、上限しきい値より高い場合、アナログウォッチドッグ割り込みを有効にすると、割り込みが生成されます。下限しきい値と上限しきい値は ADC_LTR および ADC_HTR によって設定されます。たとえば、高しきい値を 2.5V に設定すると、アナログ電圧が 2.5V を超えるとアナログウォッチドッグ割り込みが発生し、低しきい値の場合はその逆になります。

DMA リクエスト

ルールと注入チャネルの変換が完了した後、割り込みを生成するだけでなく、変換されたデータをメモリに直接保存するための DMA リクエストも生成できます。DMA リクエストを生成できるのは ADC1 と ADC3 だけであることに注意してください。

プログラミングの必需品

独立したシングルチャンネル

ADC GPIO の初期化

 static void ADCx_GPIO_Config(void)
 {
    
    
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC2,ENABLE)
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入
	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
 }

ADC動作モード構成

// ADC 编号选择
// 可以是 ADC1/2，如果使用 ADC3，中断相关的要改成 ADC3 的
#define ADC_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define ADCx ADC2
#define ADC_CLK RCC_APB2Periph_ADC2

// ADC GPIO 宏定义
// 注意：用作 ADC 采集的 IO 必须没有复用，否则采集电压会有影响
#define ADC_GPIO_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define ADC_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOC
#define ADC_PORT GPIOC
#define ADC_PIN GPIO_Pin_1
// ADC 通道宏定义
#define ADC_CHANNEL ADC_Channel_11
 
// ADC 中断相关宏定义
#define ADC_IRQ ADC1_2_IRQn
#define ADC_IRQHandler ADC1_2_IRQHandler


static void ADCx_Mode_Config(void)
{
    
    
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

	// 打开 ADC 时钟
	ADC_APBxClock_FUN ( ADC_CLK, ENABLE );

	// ADC 模式配置
	// 只使用一个 ADC，属于独立模式
	 ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
 
	 // 禁止扫描模式，多通道才要，单通道不需要
	 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE ;
 
	 // 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 1 个
	 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
 
	 // 初始化 ADC
	 ADC_Init(ADCx, &ADC_InitStructure);
 
	 // 配置 ADC 时钟Ｎ狿 CLK2 的 8 分频，即 9MHz
	 RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
 
	 // 配置 ADC 通道转换顺序为 1，第一个转换，采样时间为 55.5 个时钟周期
	 ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_CHANNEL, 1,
	 ADC_SampleTime_55Cycles5);
 
	 // ADC 转换结束产生中断，在中断服务程序中读取转换值
	 ADC_ITConfig(ADCx, ADC_IT_EOC, ENABLE);
 
	 // 开启 ADC ，并开始转换
	 ADC_Cmd(ADCx, ENABLE);
 
	 // 初始化 ADC 校准寄存器
	 ADC_ResetCalibration(ADCx);
	 // 等待校准寄存器初始化完成
	 while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADCx));

	 // ADC 开始校准
	 ADC_StartCalibration(ADCx);
	 // 等待校准完成
	 while (ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));

	 // 由于没有采用外部触发，所以使用软件触发 ADC 转换
	 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCx, ENABLE);
 }

ADC割り込み構成

NVIC構成

static void ADC_NVIC_Config(void)
{
    
    
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC_IRQ;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
 
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

ADC割り込みを有効にする

// ADC 转换结束产生中断，在中断服务程序中读取转换值
 ADC_ITConfig(ADCx, ADC_IT_EOC, ENABLE);

ADC割り込みサービス機能

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1. ADC1 と ADC2 は割り込みサービス関数を共有します。
2. 割り込みサービス関数内の ADC ステータスレジスタ SR の対応する位置を読み取ります。

void ADC_IRQHandler(void)
{
    
    
	if (ADC_GetITStatus(ADCx,ADC_IT_EOC)==SET) {
    
    
	// 读取 ADC 的转换值
	ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADCx);

	}
	ADC_ClearITPendingBit(ADCx,ADC_IT_EOC);
}

独立モードのマルチチャンネル収集

ADC GPIO を初期化します。
ADC 動作パラメータを初期化します。
DMA 動作パラメータを構成します。
ADC によって収集されたデータを読み取ります。

GPIO 構成

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;
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	 // 初始化 ADC IO
	 GPIO_Init(ADC_PORT, &GPIO_InitStructure);
 }

ADC および DMA モードの構成

static void ADCx_Mode_Config(void)
{
    
    
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

	// 打开 DMA 时钟
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	// 打开 ADC 时钟
	ADC_APBxClock_FUN ( ADC_CLK, ENABLE );
 
	 /* ------------------DMA 模式配置---------------- */
	 // 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)(&( ADCx->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(ADCx, &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(ADCx, ADC_CHANNEL1, 1,
	 ADC_SampleTime_55Cycles5);
	 ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_CHANNEL2, 2,
	 ADC_SampleTime_55Cycles5);
	 ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_CHANNEL3, 3,
	 ADC_SampleTime_55Cycles5);
	 ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_CHANNEL4, 4,
	 ADC_SampleTime_55Cycles5);
	 ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_CHANNEL5, 5,
	 ADC_SampleTime_55Cycles5);
	 // 使能 ADC DMA 请求
	 ADC_DMACmd(ADCx, ENABLE);
	 // 开启 ADC ，并开始转换
	 ADC_Cmd(ADCx, ENABLE);
	 // 初始化 ADC 校准寄存器
	 ADC_ResetCalibration(ADCx);
	 // 等待校准寄存器初始化完成
	 while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADCx));
	 // ADC 开始校准
	 ADC_StartCalibration(ADCx);
	 // 等待校准完成
	 while (ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));
	 // 由于没有采用外部触发，所以使用软件触发 ADC 转换
	 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCx, ENABLE);
 }

デュアルADC同期ルールモード取得

「死角ゼロでの STM32 の再生—F103 ガイド」を参照してください。