【实战经验】STM32L4系列中ADC通道配置上的区别

1万 · 2017-3-22 17:09

本帖最后由香水城于 2017-8-11 15:05 编辑

STM32L4 系列中ADC 通道配置上的区别

前言
即使同是STM32L4 系列中的子系列，其配置也可能会有微小的变化，需要注意一下。

问题
某客户在其产品的设计中，使用了STM32L476RGT6。客户在开发过程中，调试程序时发现不管ADC 通道在外部连接的电压如何变化，ADC 通道采样进来的电压始终在0.7V 左右。

调研
1.了解问题
客户在开发中使用了STM32L4Cube 库STM32Cube_FW_L4_V1.5.0，在STM32L476RG-Nucleo 板子上进行调试。由于STM32Cube_FW_L4_V1.5.0 下的STM32L476RG-Nucleo 并没有ADC 的例程，所以客户工程师将STM32L432KC-Nucleo中的ADC_RegularConversion_Interrupt 例程拷贝到STM32L476RG-Nucleo 底下进行调试。
在项目配置中，客户已经在Project Options 中将Device 配置成STM32L476RG 了，在“C/C++ Compiler”的Preprocessor页面中的Defined symbols 也已经将STM32L432xx 改成STM32L476xx 了。

但是，当编译调试时，发现ADC 通道采样进来的电压不管输入电压如何，始终是在0.7V 左右。

2.问题分析
由于程序的采样电压不会随着外部的电压变化而变化，所以怀疑在I/O 配置上会有问题。客户使用STM32L432 的例程，在未做修改的情况下来调试STM32L476，并不能正常工作。我们需要来仔细比对一下STM32L432 和STM32L476 的ADC 通道配置的情况。
STM32L432 的参考手册为RM0393，而STM32L476 的参考手册为RM0351。通过仔细阅读ADC 和GPIO 两章，可以发现在ADC 输入通道上，STM32L476 与STM32L432 是存在区别的，如下：
· STM32L476
在ADC 的“16.3.11 Channel selection (SQRx, JSQRx)”有如下注意事项：

在 GPIO 的“9.3.2 I/O pin alternate function multiplexer and mapping”一节中，附加功能的描述：

· STM32L432
在ADC 的“16.4.11 Channel selection (SQRx, JSQRx)”并没有那个注意事项。
在GPIO 的“9.3.2 I/O pin alternate function multiplexer and mapping”一节中，附加功能的描述也不一样：

也就是说，相比STM32L432，STM32L476 在ADC 通道的配置需要多配置一个寄存器GPIOx_ASCR。来看一下RM0351 的GPIO 寄存器中对这个寄存器的描述：

如果需要将模拟开关连接到ADC 输入，就必须在相应的位写“1”。这个位必须在ADC 转换之前设置。只能连接到ADC 输入的IO 口才进行设置，其他IO 口必须保持复位值。
现在回到STM32L4Cube 库来看这个程序如何对这个寄存器进行设置的。在stm32l4xx_hal_gpio.c 中的void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)函数，有以下一段代码：

首先，这段代码仅对STM32L471、STM32L475、STM32L476、STM32L485 和STM32L486 有效。它的目的是先判断GPIO的模式是否为模拟口，是的话而且是连接到ADC 的话，将相应的GPIOx_ASCR 位写1。来看一下GPIO 的模式定义就知道了：

在此GPIO 模式预定义中，可以看到模拟口分成两种：GPIO_MODE_ANALOG 和GPIO_MODE_ANALOG_ADC_CONTROL。在注释中我们看GPIO_MODE_ANALOG_ADC_CONTROL 是针对ADC 转换的模拟模式。我们将其值放到刚才的那一段代码中去看，就会发现在相应的GPIOx_ASCR 位会进行写1 的情况。
所以，当使用STM32L476 的ADC 转换中，其ADC 输入通道的GPIO 模式配置必须配置为
GPIO_MODE_ANALOG_ADC_CONTROL 才可以。如果只是配置成GPIO_MODE_ANALOG，相应的GPIOx_ASCR 没有
置1，模拟开关没有进行连接，就会检测不到引脚上的电压。
来看一下STM32L432 的例程，在stm32l4xx_hal_msp.c 中的void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef *hadc)函数中，
GPIO 是这样配置的：

它配置的Mode 是GPIO_MODE_ANALOG，这在STM32L432 没有问题，但是在STM32L476 却是有问题的，必须改正。

3.问题解决
将stm32l4xx_hal_msp.c 中的void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef *hadc)函数中GPIO 配置修改为：

问题解决，ADC 可以正常工作了。

结论
由于STM32L476 和STM32L432 的ADC 通道配置上存在区别，所以STM32L432 的例程并不能直接使用，需要对其GPIO配置进行修改才可以。

处理
需要根据STM32L4 相应的具体型号对ADC 输入通道的GPIO 模式进行相应的配置。在此，根据STM32L4 几份参考手册RM0351、RM0392、RM0393、RM0394、RM0395，对现有产品整理如下，以供查阅。