AT32F423多路ADC测量

只看该作者 · 2023-11-5 17:47

【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。

【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：

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static void gpio_config(void)

{

  gpio_init_type gpio_initstructure;

  crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);

  crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);



  gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);



  /* config adc pin as analog input mode */

  gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_ANALOG;

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

  gpio_init(GPIOA, &gpio_initstructure);



  gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_ANALOG;

  gpio_initstructure.gpio_pins = GPIO_PINS_0 | GPIO_PINS_1;

  gpio_init(GPIOB, &gpio_initstructure);

}

【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：

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/**

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

  * @param  none

  * @retval none

  */

static void adc_config(void)

{

  adc_common_config_type adc_common_struct;

  adc_base_config_type adc_base_struct;

  crm_periph_clock_enable(CRM_ADC1_PERIPH_CLOCK, TRUE);

  nvic_irq_enable(ADC1_IRQn, 0, 0);

  crm_adc_clock_select(CRM_ADC_CLOCK_SOURCE_HCLK);

 

  adc_common_default_para_init(&adc_common_struct);



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

  adc_common_struct.div = ADC_HCLK_DIV_4;



  /* config inner temperature sensor and vintrv */

  adc_common_struct.tempervintrv_state = FALSE;



  adc_common_config(&adc_common_struct);



  adc_base_default_para_init(&adc_base_struct);



  adc_base_struct.sequence_mode = TRUE;

  adc_base_struct.repeat_mode = FALSE;

  adc_base_struct.data_align = ADC_RIGHT_ALIGNMENT;

  adc_base_struct.ordinary_channel_length = 6;

  adc_base_config(ADC1, &adc_base_struct);

  adc_resolution_set(ADC1, ADC_RESOLUTION_12B);



  /* config ordinary channel */

  adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_4, 1, ADC_SAMPLETIME_6_5);

  adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_5, 2, ADC_SAMPLETIME_6_5);

  adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_6, 3, ADC_SAMPLETIME_6_5);

        adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_7, 4, ADC_SAMPLETIME_6_5);

  adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_8, 5, ADC_SAMPLETIME_6_5);

  adc_ordinary_channel_set(ADC1, ADC_CHANNEL_9, 6, ADC_SAMPLETIME_6_5);



  /* config ordinary trigger source and trigger edge */

  adc_ordinary_conversion_trigger_set(ADC1, ADC_ORDINARY_TRIG_TMR1CH1, ADC_ORDINARY_TRIG_EDGE_NONE);



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

  adc_dma_mode_enable(ADC1, TRUE);



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

  adc_dma_request_repeat_enable(ADC1, TRUE);



  /* enable adc overflow interrupt */

  adc_interrupt_enable(ADC1, ADC_OCCO_INT, TRUE);



  /* set oversampling ratio and shift */

  adc_oversample_ratio_shift_set(ADC1, ADC_OVERSAMPLE_RATIO_8, ADC_OVERSAMPLE_SHIFT_3);

  /* disable ordinary oversampling trigger mode */

  adc_ordinary_oversample_trig_enable(ADC1, FALSE);

  /* set ordinary oversample restart mode */

  adc_ordinary_oversample_restart_set(ADC1, ADC_OVERSAMPLE_CONTINUE);

  /* enable ordinary oversampling */

  adc_ordinary_oversample_enable(ADC1, TRUE);







  /* adc enable */

  adc_enable(ADC1, TRUE);

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



  /* adc calibration */

  adc_calibration_init(ADC1);

  while(adc_calibration_init_status_get(ADC1));

  adc_calibration_start(ADC1);

  while(adc_calibration_status_get(ADC1));

}

【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

/**

  * @brief  dma configuration.

  * @param  none

  * @retval none

  */

static void dma_config(void)

{

  dma_init_type dma_init_struct;

  crm_periph_clock_enable(CRM_DMA1_PERIPH_CLOCK, TRUE);

  nvic_irq_enable(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);



  dma_reset(DMA1_CHANNEL1);

  dma_default_para_init(&dma_init_struct);

  dma_init_struct.buffer_size = 30;

  dma_init_struct.direction = DMA_DIR_PERIPHERAL_TO_MEMORY;

  dma_init_struct.memory_base_addr = (uint32_t)adc1_ordinary_valuetab;

  dma_init_struct.memory_data_width = DMA_MEMORY_DATA_WIDTH_HALFWORD;

  dma_init_struct.memory_inc_enable = TRUE;

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

  dma_init_struct.peripheral_data_width = DMA_PERIPHERAL_DATA_WIDTH_HALFWORD;

  dma_init_struct.peripheral_inc_enable = FALSE;

  dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;

  dma_init_struct.loop_mode_enable = TRUE;

  dma_init(DMA1_CHANNEL1, &dma_init_struct);



  dmamux_enable(DMA1, TRUE);

  dmamux_init(DMA1MUX_CHANNEL1, DMAMUX_DMAREQ_ID_ADC1);



  /* enable dma transfer complete interrupt */

  dma_interrupt_enable(DMA1_CHANNEL1, DMA_FDT_INT, TRUE);

  dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, TRUE);

}

at32f423_int.c中，更新两个标志，同时清除中断标志：

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/**

  * @brief  this function handles dma1_channel1 handler.

  * @param  none

  * @retval none

  */

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)

{

  if(dma_flag_get(DMA1_FDT1_FLAG) != RESET)

  {

    dma_flag_clear(DMA1_FDT1_FLAG);

    dma_trans_complete_flag = 1;

  }

}



/**

  * @brief  this function handles adc1_2_3 handler.

  * @param  none

  * @retval none

  */

void ADC1_IRQHandler(void)

{

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

  {

    adc_flag_clear(ADC1, ADC_OCCO_FLAG);

    adc1_overflow_flag++;

  }



}

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：

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int main(void)

{

  __IO uint32_t index = 0;

        uint32_t val[6]={0};

        uint8_t show_str[20] = {0};

  nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);



  /* config the system clock */

  system_clock_config();



  /* init at start board */

  at32_board_init();

  at32_led_off(LED2);

  at32_led_off(LED3);

  at32_led_off(LED4);

  uart_print_init(115200);

  gpio_config();

  dma_config();

  adc_config();

  printf("tmr_trigger_automatic_preempt \r\n");



 

  at32_led_on(LED2);

        OLED_Init();

        OLED_Clear(1);

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

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

        OLED_Display();

  while(1)

  {

                 /* adc1 software trigger start conversion */

  for(index = 0; index < 5; index++)

  {

    adc_ordinary_software_trigger_enable(ADC1, TRUE);

                

    delay_ms(100);

  }

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

  {

    /* printf flag when error occur */

    at32_led_on(LED3);

    at32_led_on(LED4);

    printf("error occur\r\n");

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

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

  }

  else

  {

    /* printf data when conversion end without error */

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

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

    {

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

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

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

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

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

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

      printf("\r\n");

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

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

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

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

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

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

    }

  }

        OLED_Clear(1);

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

        OLED_Display();

        val[0] = 0;

        val[1] = 0;

        val[2] = 0;

        val[3] = 0;

        val[4] = 0;

        val[5] = 0;

        dma_trans_complete_flag = 0;

        

  }

}

【实验效果】