STM32, ADC и DMA. Пример программы для STM32F3.

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 программу в контроллер в отладчике можно увидеть, что значение переменной ADC_Result меняется в соответствии с уровнем сигнала на выводе PA2.

На этом заканчиваем сегодняшнюю статью, до скорых встреч 🙂

Поделиться!

Подписаться
Уведомление о
guest
15 Комментарий
старее
новее большинство голосов
Inline Feedbacks
View all comments
Михаил
Михаил
6 лет назад

Спасибо за статьи, очень и очень помогают изучить контроллеры. Расскажите про полный RS232, как его поднять на STM32F3.

Михаил
Михаил
6 лет назад

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

Михаил
Михаил
6 лет назад

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..

Михаил
Михаил
6 лет назад

Вопрос снят. Все работает 🙂

Евгений
Евгений
6 лет назад

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?

Евгений
Евгений
6 лет назад

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

Alfis
Alfis
6 лет назад

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?

Timofey
Timofey
6 лет назад

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);
}

STM
STM
5 лет назад

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.

Alexey
Alexey
5 лет назад

Добрый вечер! Заработает ли данный пример для Stm32f4 Discovery?

Anonymus
1 год назад

У меня заработало только когда добавил RCC->CR |= (1<<24); после RCC_ADCCLKConfig…
Плата Дискавери, Кейл 5.20

Присоединяйтесь!

Profile Profile Profile Profile Profile
Vkontakte
Twitter

Язык сайта

Август 2020
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  

© 2013-2020 MicroTechnics.ru