STM32F3. Работа с ADC и DMA.

Продолжаем разбираться с периферией контроллеров семейства STM32F3 и в этой статье речь пойдет об использовании аналого-цифрового преобразователя (ADC) в связке с модулем прямого доступа к памяти (DMA). Кстати, особенностью микроконтроллеров STM32F3 являются как раз-таки продвинутые аналоговые модули — быстрый 12-битный АЦП (0.2 мкс) последовательного приближения и точные 16-битные сигма-дельта АЦП.

Из основных функций АЦП в STM32F3:

  • целых 4 периферийных модуля ADC, причем у каждого по 10-15 внешних каналов и по парочке внутренних )
  • быстрое время преобразования — 0.2 мкс, причем это время не зависит от тактовой частоты шины AHB, на которой висят АЦП
  • функция самокалибровки
  • море всяких режимов работы — там и последовательные преобразования и запуск преобразования от внешнего источника и еще куча всяких вариантов 😉

На самом деле, это все есть в даташите, а нас больше интересует практика и примеры программ ) Мы, как и всегда, будем использовать библиотеку Standard Peripheral Library, соответственно нужны файлы:

stm32f30x_adc.h
stm32f30x_adc.c
stm32f30x_dma.h
stm32f30x_dma.c

В SPL все реализовано точно также, как и для любой другой периферии — в .c файлах функции для настройки и работы с периферией, в .h — объявления специальных структур и переменных. Все как мы уже привыкли 😉

Давайте теперь настроим модуль ADC1 так, чтобы он производил непрерывные преобразования одно за другим и результат при помощи DMA записывался в специально для этого созданную переменную. Для реализации этого нам нужно выяснить какой из каналов DMA нужно использовать:

Как видно из схемы, нас интересует первый канал DMA. Осталось только определиться какой канал АЦП мы задействуем…Пусть будет, например третий канал. Почему именно третий? Да просто так ) Из даташита узнаем, что 3-ий канал ADC1 — это вывод PA2 нашего микроконтроллера.

Приступаем к реализации! Необходимые файлы:

/*******************************************************************/
#include "stm32f30x_adc.h"
#include "stm32f30x_dma.h"
#include "stm32f30x_gpio.h"
#include "stm32f30x_rcc.h"
#include "stm32f30x_misc.h"
#include "stm32f30x.h"
 
/*******************************************************************/

Объявляем переменные:

/*******************************************************************/
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;
uint32_t ADC_Result;
 
/*******************************************************************/

Надо произвести инициализацию всей периферии, которую мы будем использовать:

/*******************************************************************/
void initialization()
{
    // Включаем тактирование DMA1, ADC12 и GPIOA
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_ADC12, ENABLE);
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);	
 
    // Настраиваем пин на работу в режиме аналогового входа
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
    // Настройки DMA
    DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
    // Данные будем брать из регистра данных ADC1
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&(ADC1->DR);
    // Переправлять данные будем в переменную ADC_Result
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_Result;
    // Передача данных из периферии в память
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
    // Размер буфера
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;
    // Адрес источника данных не инкрементируем - он всегда один и 
    // тот же
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    // Аналогично, и с памятью
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;
    // Настройки размера данных
    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_M2M = DMA_M2M_Disable;
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
 
    // Включаем первый канал DMA1
    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
 
    // Настраиваем тактирование АЦП
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_ADC12PLLCLK_Div2);
 
    ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);
 
    // Калибровка АЦП
    ADC_VoltageRegulatorCmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_SelectCalibrationMode(ADC1, ADC_CalibrationMode_Single);
    ADC_StartCalibration(ADC1);
 
    // Настраиваем непрерывные преобразования  
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;                                                                    
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Clock = ADC_Clock_AsynClkMode;                    
    ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;             
    ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAMode = ADC_DMAMode_OneShot;                  
    ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = 0;          
    ADC_CommonInit(ADC1, &ADC_CommonInitStructure);
 
    // Включаем работу ДМА через АЦП
    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_DMAConfig(ADC1, ADC_DMAMode_Circular);
 
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) != RESET );
 
    // Продолжается настройка АЦП
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ADC_ContinuousConvMode_Enable;
    ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; 
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEvent = ADC_ExternalTrigConvEvent_0;         
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigEventEdge = ADC_ExternalTrigEventEdge_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_OverrunMode = ADC_OverrunMode_Disable;   
    ADC_InitStructure.ADC_AutoInjMode = ADC_AutoInjec_Disable;  
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfRegChannel = 1;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
 
    // Включаем третий канал первого модуля АЦП 
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, 3, 1, ADC_SampleTime_7Cycles5);
 
    // Наконец-то включаем АЦП
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);  
 
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_RDY));  
 
    ADC_StartConversion(ADC1);  
 
    ADC_Result = ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
 
/*******************************************************************/

Осталось написать функцию main():

/*******************************************************************/
int main(void)
{
    initialization();
    while(1)
    {
    }
}
 
/*******************************************************************/

В теле главной функции вызываем нашу написанную функцию инициализации, а в цикле while(1) пусто — то есть процессор свободен, всю работу взял на себя модуль DMA ) Если прошить программку в контроллер в отладчике можно увидеть, что значение переменной ADC_Result меняется в соответствии с уровнем сигнала на выводе PA2.

На этом статья заканчивается, до скорых встреч 😉

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

STM32F3. Работа с ADC и DMA.: 14 комментариев
  1. Спасибо за статьи, очень и очень помогают изучить контроллеры. Расскажите про полный RS232, как его поднять на STM32F3.

    • Постараюсь в ближайшие пару недель ) Но вообще там скорее всего то же самое один в один, что и в STM32F4

  2. Решил попробовать завести сигма-дельта АЦП, а в даташите его не нашёл ни на проце нет ни на плате. Может плохо ишю?

  3. Здравствуйте,
    Я запустил Ваш код на своей платке (STM32F3-Discovery(STM32F303VC)).
    Переменная, в которую переносится значение АЦП немного поизменялась (секунды 2-3) и остановилась. Последующие изменения входящего на АЦП напряжения, видимых изменений не внесли.
    Не могли бы, помочь в осознании ошыбки?
    С увожением,
    Михаил
    IDE : Keil 5.0
    Прошиваю через USB..

  4. Сей код заработал у меня на ура, с первого раза. Но вот у меня вопрос: как мне теперь изменить этот код так, чтобы он опрашивал 3 канала АЦП и через DMA запихивал результаты в соответсвенно 3 ячейки массива uint16_t?

    • У них (в STM32 =) ) есть режим работы АЦП, когда опрашиваются сразу несколько каналов, вот получится ли это обрабатывать через ДМА… — надо пробовать )

  5. уже разобрался с этим, работает. Я так понял регулярная группа каналов АЦП без DMA вообще работать не будет

  6. У меня вопрос в основном касается DMA. К примеру я записал данные с ADC в DMA1 в 1 канал как например передать эти данные в например в «4 канал» или вовсе в DMA2 «* канал» (ну для дальнейшей передачи вперефирию). Нужно делать передачу память-память, или инкриминировать бит «DMA_PeripheralInc»? Eсли можно простейший примерчек привидите?

  7. Тут скорее передача периферия-периферия, хотя, по-моему, такой режим не поддерживается. Да и, честно говоря. я что-то не могу придумать задачу, когда бы понадобилось между разными каналами данные перебрасывать ))

  8. Модифицированная функция, использовал пример с этой страницы:
    volatile uint16_t ADC_Result[3];

    void initADC()
    {
    // Включаем тактирование DMA1, ADC12 и GPIOA
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_ADC12, ENABLE);
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);

    // Настраиваем пин 1,2,3 на работу в режиме аналогового входа
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // Настройки DMA 1
    DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

    // Данные будем брать из регистра данных ADC1
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&(ADC1->DR);
    // Переправлять данные будем в переменную ADC_Result
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_Result[0];
    // Передача данных из периферии в память
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
    // Размер буфера
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 3;
    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_M2M = DMA_M2M_Disable;
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

    // Включаем первый канал DMA1
    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

    // Настраиваем тактирование АЦП
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_ADC12PLLCLK_Div2);

    ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);

    // Калибровка АЦП
    ADC_VoltageRegulatorCmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_SelectCalibrationMode(ADC1, ADC_CalibrationMode_Single);
    ADC_StartCalibration(ADC1);

    // Настраиваем непрерывные преобразования
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Clock = ADC_Clock_AsynClkMode;
    ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
    ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAMode = ADC_DMAMode_OneShot;
    ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = 0;
    ADC_CommonInit(ADC1, &ADC_CommonInitStructure);

    // Включаем работу ДМА через АЦП
    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_DMAConfig(ADC1, ADC_DMAMode_Circular);

    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) != RESET );

    // Продолжается настройка АЦП
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ADC_ContinuousConvMode_Enable;
    ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEvent = ADC_ExternalTrigConvEvent_0;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigEventEdge = ADC_ExternalTrigEventEdge_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_OverrunMode = ADC_OverrunMode_Disable;
    ADC_InitStructure.ADC_AutoInjMode = ADC_AutoInjec_Disable;
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfRegChannel = 3;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    // Включаем 2,3,4 канал первого модуля АЦП
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, 2, 1, ADC_SampleTime_1Cycles5);
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, 3, 2, ADC_SampleTime_1Cycles5);
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, 4, 3, ADC_SampleTime_1Cycles5);

    // Наконец-то включаем АЦП
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_RDY));

    ADC_StartConversion(ADC1);

    //ADC_Result = ADC_GetConversionValue(ADC1);
    }

  9. А где узнать, какие ножки подходят для быстрых АЦП1, АЦП2, АЦП3, АЦП4. Я хочу использовать все четыре АЦП, чтобы они от разных таймеров срабатывали и снимали показания. Мне показалось, что только пять ножек делят все четыре АЦП для быстрых АЦП. Если не трудно то подскажите как определить возможные ножки, не могу найти.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *