STM32F2——ADC多通道DMA采集时AD值大于4095的问题解决方法

只看该作者 · 2022-4-30 18:23

前言

　　最近在调试STM32F2XX系列ADC多通道DMA采集时，发现采集的AD值大于4095，有的65000多了，这是什么节奏？adc不是12位吗，最大才0xfff，即4095，怎么会出现这种情况呢？难到是adc数据对齐方式出现问题了，adc的对齐明明设置的是右对齐啊，神马情况？

ADC结构体参数分析 　　百思不得adc之姐，只能keil单步调试，一步一步查看adc结构体的参数。我使用的是adc dma方式采集，共9个通道。初始化程序如下：

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void ADC_DMA_Config(void)

{

    ADC_InitTypeDef       ADC_InitStructure;

    ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;

    DMA_InitTypeDef       DMA_InitStructure;

    GPIO_InitTypeDef      GPIO_InitStructure;



    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2 | RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);



    DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_0;  

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;

    DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&ADC_ConvertedValue;  

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Sample_Num*Channel_Num;         

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

    DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         

    DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;

    DMA_Init(DMA2_Stream0, &DMA_InitStructure);

    DMA_Cmd(DMA2_Stream0, ENABLE);





    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 |GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;

    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_5;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;

    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;

    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);



    /* ADC Common Init **********************************************************/

    ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

    ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div2;

    ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;

    ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;

    ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);



    ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;

    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;

    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 9;

    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);





    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 4, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 5, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 6, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_11, 7, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_13, 8, ADC_SampleTime_3Cycles);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_15, 9, ADC_SampleTime_3Cycles);



    ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(ADC1, ENABLE);

    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);



}

只看该作者 · 2022-4-30 18:25

其中涉及adc的初始化结构体代码部分如下：

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    ADC_InitTypeDef       ADC_InitStructure;



    ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;

    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;

    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 9;

    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

只看该作者 · 2022-4-30 18:26

一步一步调式发现结构体有一项ADC_ExternalTrigConv是0x08002d54，这一项并没有初始化对其赋值，忘记给结构体的这一项赋值了。最后这个值通过ADC_Init函数赋值给CR2的时候，第11位（也就是数据对其位）是1了，左对齐了！！！！！

只看该作者 · 2022-4-30 18:27

只看该作者 · 2022-4-30 18:27

下面来重点分析下adc初始化结构体中的各项参数的意义：
　　对于STM32，在使用ADC的时候需要配置几个参数。

只看该作者 · 2022-4-30 18:30

(1) 第一个参数是ADC_Mode，这里设置为独立模式：

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ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

在这个模式下，双ADC不能同步，每个ADC接口独立工作。所以如果不需要ADC同步或者只是用了一个ADC的时候，就应该设成独立模式了。

只看该作者 · 2022-4-30 18:31

(2) 第二个参数是ADC_ScanConvMode，这里设置为DISABLE。

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ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

如果只是用了一个通道的话，DISABLE就可以了，如果使用了多个通道的话，则必须将其设置为ENABLE。

只看该作者 · 2022-4-30 18:32

(3) 第三个参数是ADC_ContinuousConvMode，这里设置为ENABLE，即连续转换。
如果设置为DISABLE，则是单次转换。两者的区别在于连续转换直到所有的数据转换完成后才停止转换，而单次转换则只转换一次数据就停止，要再次触发转换才可以。所以如果需要一次性采集1024个数据或者更多，则采用连续转换。

只看该作者 · 2022-4-30 18:32

(4) 第四个参数是ADC_ExternalTrigConv，即选择外部触发模式。这里只讲三种：

1、第一种是最简单的软件触发，参数一般为ADC_ExternalTrigConv_None（注意STM32F2XX系列这个有点蹊跷，后面会讲这个）。设置好后还要记得调用库函数：

只看该作者 · 2022-4-30 18:33

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ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

void ADC_SoftwareStartConv(ADC_TypeDef* ADCx)

{

  /* Check the parameters */

  assert_param(IS_ADC_ALL_PERIPH(ADCx));



  /* Enable the selected ADC conversion for regular group */

  ADCx->CR2 |= (uint32_t)ADC_CR2_SWSTART;

}

#define  ADC_CR2_SWSTART                     ((uint32_t)0x40000000)      

 /*!<Start Conversion of regular channels */

只看该作者 · 2022-4-30 18:34

ADC_SoftwareStartConv函数里直接置位CR2的ADC_CR2_SWSTART位，这样触发就启动了。

只看该作者 · 2022-4-30 18:35

2、第二种是定时器通道输出触发。共有这几种：ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1、ADC_ExternalTrigConv_T1_CC2、ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2、

ADC_ExternalTrigConv_T3_T以及ADC_ExternalTrigConv_T4_CC4。定时器输出触发比较麻烦，还需要设置相应的定时器。

只看该作者 · 2022-4-30 18:36

以ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2触发为例设置相应的定时器：

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void TIM2_Configuration(void)



{



TIM_TimeBaseInitTypeDef   TIM_TimeBaseStructure;



TIM_OCInitTypeDef         TIM_OCInitStructure;



TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 4;



TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;



TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0XFF;



TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;



TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;



TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);





TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;



TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;



TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0X7F;



TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;



TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;        



 //配置CC2的属性。若CC3作为ADC的触发源，则应改为TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);



TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);



TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2, ENABLE);

}

这样设置之后就可以用定时器2的输出触发了，至于触发的周期，设置TIM2的时间即可。这里不再赘述。

只看该作者 · 2022-4-30 18:37

3、第三种是外部引脚触发,对于规则通道，选择EXTI线11和TIM8_TRGO作为外部触发事件；而注入通道组则选择EXTI线15和TIM8_CC4作为外部触发事件。

只看该作者 · 2022-4-30 18:38

(5) 第五个参数是ADC_DataAlign,这里设置为ADC_DataAlign_Right右对齐方式。建议采用右对齐方式，因为这样处理数据会比较方便。当然如果要从高位开始传输数据，那么采用左对齐优势就明显了。

只看该作者 · 2022-4-30 18:39

(6) 第六个参数是ADC_NbrOfChannel，顾名思义：通道的数量。要是到多个通道采集数据的话就得设置一下这个参数。

只看该作者 · 2022-4-30 18:40

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      ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_13,1,ADC_SampleTime_13Cycles5);



      ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_14,2,ADC_SampleTime_13Cycles5);

只看该作者 · 2022-4-30 18:41

　多通道数据传输时有一点还要注意：若一个数组为ADC_ValueTab[4]，且设置了两个通道：通道1和通道2，则转换结束后，ADC_ValueTab[0]和ADC_ValueTab[2]存储的是通道1的数据，而ADC_ValueTab[1]和ADC_ValueTab[3]存储的是通道2的数据。如果数组容量大则依次类推。

只看该作者 · 2022-4-30 18:41

补充一点：在使用DMA传输数据的时候，需要设置外设地址和存储器地址，外设地址当然就是ADC的地址了，而存储器的地址如果使用8位数据的话，存储器必须定义为8位缓冲区；如果使用16位数据格式的话，存储器则为16位缓冲器，不可定义为32位或更多，否则，数据将出错。

只看该作者 · 2022-4-30 18:42

问题的解决方法

　　上面分析了adc结构体的参数，下面再来单独看看ADC_ExternalTrigConv这一项。
　　在stm32f2xx_adc.h文件中有这个成员的参数定义，发现里面并没有ADC_ExternalTrigConv_None这个常见的定义。