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[AT32F423] AT32F423多路ADC测量

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 楼主| lulugl 发表于 2023-11-5 17:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
AT32F423

【AT32F423ADC简介】
ADC 是一个将模拟输入信号转换为 12 位、10 位、8 位或 6 位的数字信号的外设。采样率最高可达 5.33MSPS。多达 26 个通道源可进行采样及转换。
【AT32F423ADC主要特征】
模拟方面有以下特征：
  • 支持分辨率 12 位、10 位、8 位或 6 位的转换
  • 自校准时间： 205 个 ADC 时钟周期
  • ADC 转换时间
  • 快速通道: ADC时钟80MHz，分辨率12位时转换时间为0.1875 μs(5.33MSps)
  • 慢速通道: ADC时钟80MHz，分辨率12位时转换时间为0.2375 μs(4.21MSps)
  • 快速通道: ADC时钟80MHz，分辨率6位时转换时间为0.1126 μs(8.88MSps)
  • 慢速通道: ADC时钟80MHz，分辨率6位时转换时间为0.1626 μs(6.15MSps)

ADC 供电要求：2.4V 到 3.6V 
ADC 输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+ 数字控制方面有以下特征：
  • 通道管理区分优先权不同的普通通道与抢占通道
  • 普通通道与抢占通道具备各自独立的触发侦测电路
  • 各通道均可独立配置采样时间
  • 转换顺序管理支持多种不同的多通道转换
  • 过采样器：硬件过采样最高可实现 16 位分辨率
  • 可选择的数据对齐方式
  • 可配置的电压监测边界
  • 支持 DMA 传输的普通通道数据
  • 可设定以下事件发生时响应中断


― 普通通道转换数据溢出
― 抢占通道组转换结束
― 普通通道转换结束

― 电压监测超出范围
【通道管理】
模拟信号通道输入 每个 ADC 拥有多达 26 个模拟信号通道输入，以 ADC_INx 表示，x=0 至 17、20 至 27。ADC_IN0 至 ADC_IN15 为外部模拟输入，ADC_IN16 为内部温度传感器，ADC_IN17 为内部参考电压，ADC_IN20 至 ADC_IN27 为外部模拟输入。
通道转换
AT32F423系列 技术手册2023.08.02 第 342 页 版本 2.02 转换区分为普通通道转换与抢占通道转换，抢占通道的转换优先权高于普通通道。 抢占通道触发若发生于普通通道转换途中，优先进行抢占通道的转换，普通通道于抢占通道转换结束后重 新开始转换被打断的通道。普通通道触发若发生于抢占通道转换途中，普通通道的转换会等待抢占通道转 换完成后才开始。
将通道（ADC_INx）编排进普通通道序列（ADC_OSQx）以及抢占通道序列（ADC_PSQ），相同通道可 重复编排，序列总数由 OCLEN 与 PCLEN 定义，接着即可启动普通通道转换或抢占通道转换。
【ADC操作流程】
ADC 的基础操作流程如下图所示，建议第一次上电后进行校准，以提升采样与转换准确度。待校准完成 后可靠触发引起 ADC 采样转换，转换结束后即可读取数据。
bf124ffe3d91b60fde8d63ff917ff54d
【代码的实现】
此次实验转换，我选择了6个输入源，分别为ADC1的4-9共6个通道。对应的IO分别为PA4-7，PB0-1，对应为ADC1的通道4-9。
gpio的配置，配置IO为模式为GPIO_MODE_ANALOG。同时使能PA、PB端口的时钟，具体代码如下：
复制
  1. static void gpio_config(void)
    

  2. {
    

  3.   gpio_init_type gpio_initstructure;
    

  4.   crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  5.   crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    


  6. 

  7.   gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);
    


  8. 

  9.   /* config adc pin as analog input mode */
    

  10.   gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    

  11.   gpio_initstructure.gpio_pins = GPIO_PINS_4 | GPIO_PINS_5 | GPIO_PINS_6 | GPIO_PINS_7;
    

  12.   gpio_init(GPIOA, &gpio_initstructure);
    


  13. 

  14.   gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    

  15.   gpio_initstructure.gpio_pins = GPIO_PINS_0 | GPIO_PINS_1;
    

  16.   gpio_init(GPIOB, &gpio_initstructure);
    

  17. }

【ADC的配置】
首先使能ADC1的时钟源CRM_ADC1_PERIPH_CLOCK，选择时钟源为CRM_ADC_CLOCK_SOURCE_HCLK;分频为ADC_HCLK_DIV_4。使能DMA,转换结果右对齐，连续转换。配置6个通道。具体代码如下：
复制
  1. /**
    

  2.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  adc configuration.
    

  3.   * @param  none
    

  4.   * @retval none
    

  5.   */
    

  6. static void adc_config(void)
    

  7. {
    

  8.   adc_common_config_type adc_common_struct;
    

  9.   adc_base_config_type adc_base_struct;
    

  10.   crm_periph_clock_enable(CRM_ADC1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  11.   nvic_irq_enable(ADC1_IRQn, 0, 0);
    

  12.   crm_adc_clock_select(CRM_ADC_CLOCK_SOURCE_HCLK);
    

  13.  
    

  14.   adc_common_default_para_init(&adc_common_struct);
    


  15. 

  16.   /* config division,adcclk is division by hclk */
    

  17.   adc_common_struct.div = ADC_HCLK_DIV_4;
    


  18. 

  19.   /* config inner temperature sensor and vintrv */
    

  20.   adc_common_struct.tempervintrv_state = FALSE;
    


  21. 

  22.   adc_common_config(&adc_common_struct);
    


  23. 

  24.   adc_base_default_para_init(&adc_base_struct);
    


  25. 

  26.   adc_base_struct.sequence_mode = TRUE;
    

  27.   adc_base_struct.repeat_mode = FALSE;
    

  28.   adc_base_struct.data_align = ADC_RIGHT_ALIGNMENT;
    

  29.   adc_base_struct.ordinary_channel_length = 6;
    

  30.   adc_base_config(ADC1, &adc_base_struct);
    

  31.   adc_resolution_set(ADC1, ADC_RESOLUTION_12B);
    


  32. 

  33.   /* config ordinary channel */
    

  34.   adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_4, 1, ADC_SAMPLETIME_6_5);
    

  35.   adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_5, 2, ADC_SAMPLETIME_6_5);
    

  36.   adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_6, 3, ADC_SAMPLETIME_6_5);
    

  37.         adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_7, 4, ADC_SAMPLETIME_6_5);
    

  38.   adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_8, 5, ADC_SAMPLETIME_6_5);
    

  39.   adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_9, 6, ADC_SAMPLETIME_6_5);
    


  40. 

  41.   /* config ordinary trigger source and trigger edge */
    

  42.   adc_ordinary_conversion_trigger_set(ADC1, ADC_ORDINARY_TRIG_TMR1CH1, ADC_ORDINARY_TRIG_EDGE_NONE);
    


  43. 

  44.   /* config dma mode,it's not useful when common dma mode is use */
    

  45.   adc_dma_mode_enable(ADC1, TRUE);
    


  46. 

  47.   /* config dma request repeat,it's not useful when common dma mode is use */
    

  48.   adc_dma_request_repeat_enable(ADC1, TRUE);
    


  49. 

  50.   /* enable adc overflow interrupt */
    

  51.   adc_interrupt_enable(ADC1, ADC_OCCO_INT, TRUE);
    


  52. 

  53.   /* set oversampling ratio and shift */
    

  54.   adc_oversample_ratio_shift_set(ADC1, ADC_OVERSAMPLE_RATIO_8, ADC_OVERSAMPLE_SHIFT_3);
    

  55.   /* disable ordinary oversampling trigger mode */
    

  56.   adc_ordinary_oversample_trig_enable(ADC1, FALSE);
    

  57.   /* set ordinary oversample restart mode */
    

  58.   adc_ordinary_oversample_restart_set(ADC1, ADC_OVERSAMPLE_CONTINUE);
    

  59.   /* enable ordinary oversampling */
    

  60.   adc_ordinary_oversample_enable(ADC1, TRUE);
    


  61. 


  62. 


  63. 

  64.   /* adc enable */
    

  65.   adc_enable(ADC1, TRUE);
    

  66.   while(adc_flag_get(ADC1, ADC_RDY_FLAG) == RESET);
    


  67. 

  68.   /* adc calibration */
    

  69.   adc_calibration_init(ADC1);
    

  70.   while(adc_calibration_init_status_get(ADC1));
    

  71.   adc_calibration_start(ADC1);
    

  72.   while(adc_calibration_status_get(ADC1));
    

  73. }

【DMA配置】
使用能dma通道1的时钟，使能DMA1的中断，设置dma的缓冲为30，即是6个通道接收5次数据。设置地址为结构体adc1_ordinary_valuetab的地址，使用DMA1中断，具体代码如下：
复制
  1. /**
    

  2.   * @brief  dma configuration.
    

  3.   * @param  none
    

  4.   * @retval none
    

  5.   */
    

  6. static void dma_config(void)
    

  7. {
    

  8.   dma_init_type dma_init_struct;
    

  9.   crm_periph_clock_enable(CRM_DMA1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  10.   nvic_irq_enable(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);
    


  11. 

  12.   dma_reset(DMA1_CHANNEL1);
    

  13.   dma_default_para_init(&dma_init_struct);
    

  14.   dma_init_struct.buffer_size = 30;
    

  15.   dma_init_struct.direction = DMA_DIR_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
    

  16.   dma_init_struct.memory_base_addr = (uint32_t)adc1_ordinary_valuetab;
    

  17.   dma_init_struct.memory_data_width = DMA_MEMORY_DATA_WIDTH_HALFWORD;
    

  18.   dma_init_struct.memory_inc_enable = TRUE;
    

  19.   dma_init_struct.peripheral_base_addr = (uint32_t)&(ADC1->odt);
    

  20.   dma_init_struct.peripheral_data_width = DMA_PERIPHERAL_DATA_WIDTH_HALFWORD;
    

  21.   dma_init_struct.peripheral_inc_enable = FALSE;
    

  22.   dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    

  23.   dma_init_struct.loop_mode_enable = TRUE;
    

  24.   dma_init(DMA1_CHANNEL1, &dma_init_struct);
    


  25. 

  26.   dmamux_enable(DMA1, TRUE);
    

  27.   dmamux_init(DMA1MUX_CHANNEL1, DMAMUX_DMAREQ_ID_ADC1);
    


  28. 

  29.   /* enable dma transfer complete interrupt */
    

  30.   dma_interrupt_enable(DMA1_CHANNEL1, DMA_FDT_INT, TRUE);
    

  31.   dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, TRUE);
    

  32. }

at32f423_int.c中，更新两个标志，同时清除中断标志：
复制
  1. /**
    

  2.   * @brief  this function handles dma1_channel1 handler.
    

  3.   * @param  none
    

  4.   * @retval none
    

  5.   */
    

  6. void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
    

  7. {
    

  8.   if(dma_flag_get(DMA1_FDT1_FLAG) != RESET)
    

  9.   {
    

  10.     dma_flag_clear(DMA1_FDT1_FLAG);
    

  11.     dma_trans_complete_flag = 1;
    

  12.   }
    

  13. }
    


  14. 

  15. /**
    

  16.   * @brief  this function handles adc1_2_3 handler.
    

  17.   * @param  none
    

  18.   * @retval none
    

  19.   */
    

  20. void ADC1_IRQHandler(void)
    

  21. {
    

  22.   if(adc_flag_get(ADC1, ADC_OCCO_FLAG) != RESET)
    

  23.   {
    

  24.     adc_flag_clear(ADC1, ADC_OCCO_FLAG);
    

  25.     adc1_overflow_flag++;
    

  26.   }
    


  27. 

  28. }

5、采集处理：转换5次后，把结构体中的数据取出来，并取平均值，然后显示到OLED上，代码如下：
复制
  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.   __IO uint32_t index = 0;
    

  4.         uint32_t val[6]={0};
    

  5.         uint8_t show_str[20] = {0};
    

  6.   nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
    


  7. 

  8.   /* config the system clock */
    

  9.   system_clock_config();
    


  10. 

  11.   /* init at start board */
    

  12.   at32_board_init();
    

  13.   at32_led_off(LED2);
    

  14.   at32_led_off(LED3);
    

  15.   at32_led_off(LED4);
    

  16.   uart_print_init(115200);
    

  17.   gpio_config();
    

  18.   dma_config();
    

  19.   adc_config();
    

  20.   printf("tmr_trigger_automatic_preempt \r\n");
    


  21. 

  22.  
    

  23.   at32_led_on(LED2);
    

  24.         OLED_Init();
    

  25.         OLED_Clear(1);
    

  26.         GUI_ShowCHinese(24,16,16,"雅特力科技",0);
    

  27.         GUI_ShowString(30,32,"AT32F423",16,1);
    

  28.         OLED_Display();
    

  29.   while(1)
    

  30.   {
    

  31.                  /* adc1 software trigger start conversion */
    

  32.   for(index = 0; index < 5; index++)
    

  33.   {
    

  34.     adc_ordinary_software_trigger_enable(ADC1, TRUE);
    

  35.                 
    

  36.     delay_ms(100);
    

  37.   }
    

  38.   if((dma_trans_complete_flag == 0) || (adc1_overflow_flag != 0))
    

  39.   {
    

  40.     /* printf flag when error occur */
    

  41.     at32_led_on(LED3);
    

  42.     at32_led_on(LED4);
    

  43.     printf("error occur\r\n");
    

  44.     printf("adc1_overflow_flag = %d\r\n",adc1_overflow_flag);
    

  45.     printf("dma_trans_complete_flag = %d\r\n",dma_trans_complete_flag);
    

  46.   }
    

  47.   else
    

  48.   {
    

  49.     /* printf data when conversion end without error */
    

  50.     printf("conversion end without error\r\n");
    

  51.     for(index = 0; index < 5; index++)
    

  52.     {
    

  53.       printf("adc1_ordinary_valuetab[%d][0] = 0x%x\r\n", index, adc1_ordinary_valuetab[index][0]);
    

  54.       printf("adc1_ordinary_valuetab[%d][1] = 0x%x\r\n", index, adc1_ordinary_valuetab[index][1]);
    

  55.       printf("adc1_ordinary_valuetab[%d][2] = 0x%x\r\n", index, adc1_ordinary_valuetab[index][2]);
    

  56.       printf("adc1_ordinary_valuetab[%d][3] = 0x%x\r\n", index, adc1_ordinary_valuetab[index][3]);
    

  57.       printf("adc1_ordinary_valuetab[%d][4] = 0x%x\r\n", index, adc1_ordinary_valuetab[index][4]);
    

  58.       printf("adc1_ordinary_valuetab[%d][5] = 0x%x\r\n", index, adc1_ordinary_valuetab[index][5]);
    

  59.       printf("\r\n");
    

  60.                         val[0] += adc1_ordinary_valuetab[index][0];
    

  61.                         val[1] += adc1_ordinary_valuetab[index][1];
    

  62.                         val[2] += adc1_ordinary_valuetab[index][2];
    

  63.                         val[3] += adc1_ordinary_valuetab[index][3];
    

  64.                         val[4] += adc1_ordinary_valuetab[index][4];
    

  65.                         val[5] += adc1_ordinary_valuetab[index][5];
    

  66.     }
    

  67.   }
    

  68.         OLED_Clear(1);
    

  69.         GUI_ShowCHinese(24,0,16,"雅特力科技",1);
    

  70.         sprintf(show_str,"1:%1.2fV",((float)(val[0]/5) * 3.3)/4095);
    

  71.         GUI_ShowString(0,16,show_str,16,0);
    

  72.         sprintf(show_str,"2:%1.2fV",((float)(val[1]/5) * 3.3)/4095);
    

  73.         GUI_ShowString(0,32,show_str,16,0);
    

  74.         sprintf(show_str,"3:%1.2fV",((float)(val[2]/5) * 3.3)/4095);
    

  75.         GUI_ShowString(0,48,show_str,16,0);
    

  76.         sprintf(show_str,"4:%1.2fV",((float)(val[3]/5) * 3.3)/4095);
    

  77.         GUI_ShowString(63,16,show_str,16,0);
    

  78.         sprintf(show_str,"5:%1.2fV",((float)(val[4]/5) * 3.3)/4095);
    

  79.         GUI_ShowString(63,32,show_str,16,0);
    

  80.         sprintf(show_str,"6:%1.2fV",((float)(val[5]/5) * 3.3)/4095);
    

  81.         GUI_ShowString(63,48,show_str,16,0);
    

  82.         OLED_Display();
    

  83.         val[0] = 0;
    

  84.         val[1] = 0;
    

  85.         val[2] = 0;
    

  86.         val[3] = 0;
    

  87.         val[4] = 0;
    

  88.         val[5] = 0;
    

  89.         dma_trans_complete_flag = 0;
    

  90.         
    

  91.   }
    

  92. }
【实验效果】
电压测量.jpg
https://www.bilibili.com/video/BV1Dc41197Ak/?vd_source=e1bd226340c8b87027d5dcfc6b0c3344

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