Main Takeaway

Following 哈工深上传到B站的电控组培训来入门robomaster电控组，我购买了普中科技玄武套餐开发板作为硬件。

本篇介绍我学习ADC的见闻

ADC

简介

Analog-to-Digital Converter模数转换器，是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。 ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。

Tips:ADC是12位精度，所以有4位空着，于是就有左对齐或右对齐

模拟看门狗watch dog特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值,定期进行喂狗操作(复原)，避免程序失控。

Notes:看门狗向下计数，设置ARR，判断程序是否出错。

ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。

Tips:72MHz/6=12。

ADC的特性：

12位分辨率
转换结束、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断
单次和连续转换模式
从通道0到通道n的自动扫描模式
自校准
带内嵌数据一致性的数据对齐
采样间隔可以按通道分别编程
规则转换和注入转换均有外部触发选项
间断模式
双重模式(带2个或以上ADC的器件)
ADC转换时间：

─ STM32F103xx增强型产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz为1.17μs)

─ STM32F101xx基本型产品：时钟为28MHz时为1μs(时钟为36MHz为1.55μs)

─ STM32F102xxUSB型产品：时钟为48MHz时为1.2μs

─ STM32F105xx和STM32F107xx产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz为1.17μs)

ADC供电要求： 2.4V到3.6V
ADC输入范围： VREF- ≤ VIN ≤ VREF+
规则通道转换期间有DMA请求产生。

ADC功能描述

名称	信号类型	注解
VREF+	输入，模拟参考正极	ADC使用的高端/正极参考电压， 2.4V ≤ VREF+ ≤ VDDA
VDDA	输入，模拟电源	等效于VDD的模拟电源且： 2.4V ≤ VDDA ≤ VDD(3.6V)
VREF-	输入，模拟参考负极	ADC使用的低端/负极参考电压， VREF- = VSSA
VSSA	输入，模拟电源地	等效于VSS的模拟电源地
ADCx_IN[15:0]	模拟输入信号	16个模拟输入通道

通道选择

ADC有16个多路通道。可以把转换组织成两组：规则组和注入组。在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。

规则组由多达16个转换组成。
注入组由多达4个转换组成。
温度传感器和通道ADC1_IN16相连接，内部参照电压VREFINT和ADC1_IN17相连接。可以按注入或规则通道对这两个内部通道进行转换。

Tips:温度传感器和VREFINT只出现在主ADC1中

单次转换模式

单次转换模式下， ADC只执行一次转换。一旦选择通道的转换完成：

如果一个规则通道被转换，转换数据被储存在16位ADC_DR寄存器中
如果一个注入通道被转换，转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中

转换完成后，会产生相应的中断（如果使能Enable），然后ADC停止。开启扫描模式会将排序好的通道全部转换一遍

连续转换模式

在连续转换模式中，当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启动。每个转换完成后数据存储位置与单次转换模式相同。

模拟看门狗

用户可设置电压的低阈值和高阈值，如果被ADC转换的模拟电压低于低阈值或高于高阈值，则模拟看门狗状态位被设置，产生中断。

Tips;模拟看门狗可以作用于1个或多个通道。

扫描模式

此模式用来扫描一组模拟通道。设置之后，ADC将自动扫描所有被选中的通道。在每个组的每个通道上执行单次转换。在每个转换结束时，同一组的下一个通道被自动转换。

如果设置了DMA位，在每次转换完成后，DMA控制器把规则组通道的转换数据传输到SRAM中。

间断模式

它可以用来执行一个短序列的n次转换(n<=8)。一个外部触发信号可以启动下一轮的n次转换，直到此序列所有的转换完成为止。

这里拿规则通道举例：

n=3，被转换的通道 = 0、 1、 2、 3、 6、 7、 9、 10
第一次触发：转换的序列为 0、 1、 2
第二次触发：转换的序列为 3、 6、 7
第三次触发：转换的序列为 9、 10，并产生EOC事件
第四次触发：转换的序列0、 1、 2

Tips:当以间断模式转换一个规则组时，转换序列结束后不自动从头开始。当所有子组被转换完成，下一次触发启动第一个子组的转换。在上面的例子中，第四次触发重新转换第一子组的通道 0、 1和2

注入通道管理

规则组有16个，注入组有4个，注入组的优先级比规则组高，在执行规则组的时候注入组有权利打断并且执行自己的函数。

Tips:可以将注入组的要求视为一个中断

校准

ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。在校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差。

建议在每次上电后执行一次校准

Tips:启动校准前，ADC必须处于关电状态超过至少两个ADC时钟周期
不能一上电就校准，延时1ms即可。

DMA请求

因为规则通道转换的值储存在一个仅有的数据寄存器中，所以当转换多个规则通道时需要使用DMA，这可以避免丢失已经存储在ADC_DR寄存器中的数据。

只有在规则通道的转换结束时才产生DMA请求，并将转换的数据从ADC_DR寄存器传输到用户指定的目的地址。

Tips:只有ADC1和ADC3拥有DMA功能。由ADC2转化的数据可以通过双ADC模式，利用ADC1的DMA功能传输

数据对齐

数据可以左对齐或右对齐。

Tips:有符号位（不用管）

ADC的通道采样

ADC使用若干个ADC_CLK周期对输入电压采样，每个通道可以分别用不同的时间采样。总转换时间如下计算： \[ T_{CONV} = 采样时间+12.5周期 \]

Tips:采样时间最小1.5个周期，最大200多可在CubeMX中设置

ADC中断

规则和注入组转换结束时能产生中断，当模拟看门狗状态位被设置时也能产生中断。它们都有独立的中断使能位

Tips:ADC1和ADC2的中断映射在同一个中断向量上，而ADC3的中断有自己的中断向量。

API

1 2	HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_DMA(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t* pData,uint32_t Length) //一般都会多通道连续采样，用DMA

__weak void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
    UNUSED(hadc);
    /* NOTE : This function should not be modified. When the callback is needed,
    function HAL_ADC_ConvCpltCallback must be implemented in the user
    file.
    */
}
//输入捕获，可重定义

实验

CubeMX

Mode:circular选择循环模式

Code

跟串口类型差不多，都要先定义一个存储数据的变量

Tips:HAL_ADC_Start_DMA()传入的是32位的数据，寄存器数据是16位，所以一个32位数据分两半，每个通道占一半

References

B站哈工深视频

Immortal-Fates

ADC入门