STM32F407 ADC采集+DMA传输

只看该作者 · 2022-9-24 16:58

本帖最后由 woai32lala 于 2022-11-27 12:04 编辑

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STM32F407 ADC采集+DMA传输

前言
有的项目中需要对多个通道的电压进行一定频率的AD采样。
第一种：是使用定时器去读取，通过检查转换完成标志位来读取，但这样就会加重整个系统的负担，占用CPU资源。
第二种：是采用定时器触发多通道ADC扫描采样，且采样数据由DMA传到RAM中的缓存，通过DMA中断来获取数据。比如我们这次项目中就要1kHz的速度读取DMA，并通过DMA传输。
这样做有以下几个好处：
1、由定时器触发ADC采样，这样采样的频率可控，且定时器触发不会占用任何CPU资源；
2、DMA进一步降低了任务对CPU的占有率。

1、硬件原理
1.1定时器
该项目中，我们选择TIM2的TRGO为触发源来触发ADC的转换。
即使用该函数：

下图为ADC转换的触发条件：

1.2 ADC
STM32F407的ADC的有规则通道和注入通道，规则通道扫描采样，配置好规则通道后，定时器更新后
触发ADC转换，ADC转换完成后触发DMA传输。

如下图为ADC 内部使用框图:

1.3 DMA传输
STM32F407有DMA1 和DMA2两个控制器，下图为 DMA的请求映射。

我们使用的ADC1，也就是DMA的数据流stream0 通道0，用ADC的转换完成标志触发DMA数据传输。

2、代码部分
2.1定时器
2.1定时器初始化
我们采用的10K hz的读取频率，定时器使用的是TIM2，TIM2是挂载在APB1总线上面，时钟频率为84M。
我们设置TIM2时钟分频为84，即1秒钟计数1M个，每计数100个触发一次定时器中断（这里只是用于测试，
与触发ADC转换没有必然的联系)。

2.12 定时器中断函数
为了测试定时器是否正常中断，我们加了定时器中断函数，并通过IO口的电平翻转进行测试。

通过逻辑分析仪可以看出，定时器按照设定的时间周期定时中断。
可以看出方波的频率5Khz,则进入定时器的频率为10Khz,则1秒钟触发了10Khz次ADC转换。

2.2 ADC部分
每个通道都可以单独配置为不同的采样时间，我们获取ADC的频率为10khz，一共要转换的规则通道数为4，
也就是说留给每一路的转换时间最大是25us。

由上图可得，在30M的ADC时钟频率下，12位ADC的最大转换时间为16.40us,虽然我们采用的是21M时钟
时间也不会多到哪里去，依然满足我们的采样要求。ADC初始化代码部分

设置规则转换通道和单路转换时间

我们设置规则转换通道数为4，转换优先级根据ADC_RegularChannelConfig函数
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)中、

bank的大小而决定。
每一路的采样时间为84个时钟周期，约等于5us左右，符合25us范围。
2.3 DMA部分