ADC采集是平时非常常用的一个功能，以STM32407为例，其内部有三个12位ADC，每个ADC最高采样率可达2.4MSPS，支持多个通道采集。ADC的工作模式有很多种，包括独立模式、交替采样、多通道扫描等，可通过软件触发或定时器触发采样。本篇文章介绍一种比较常规的使用方式。


前期准备

  • STM32硬件电路板及仿真器（以STM32F407单片机为例）
  • Keil v5以上版本（MDK-ARM）
  • 串口调试助手


实现功能

STM32的ADC通过DMA采样一个直流电压，并将电压值并通过串口发送到上位机。

STM32CubeMX配置

首先，时钟等的配置参考之前文章的介绍（​​STM32CubeMX之GPIO的使用​​​）。串口配置参考​​STM32CubeMX之串口通信​​。ADC配置如下：

STM32CubeMX之ADC采集_内存地址

选择开启ADC1的通道0（IN0），配置该通道的参数：

  1. Mode为独立模式，因为只用了一个ADC，所以只能是独立模式。
  2. ADC时钟分频系数为2，该时钟的设置与采样率有关，12位分辨率时，15个ADC时钟周期完成一次采样。
    本例中PCLK2时钟频率的42MHz，2分频后为21MHz，采样率Fs = 21MHz/15=1.4MHz。
  3. 分辨率设置为12位，也可以选择10位、8位或6位。
  4. 数据对齐方式为右对齐，即12为AD数据占用16为数据的低12位。
  5. 扫描模式为Disable，因为只有1个通道，不需要扫描。
  6. 连续转换为Enable，即ADC完成一次转换后自动开始下一次转换。
  7. 开始DMA传输。
  8. 通道数为1,
  9. 触发模式为软件触发，因为已经设置连续转换，因此只需要触发一次即可。
    触发模式可以选择定时器触发，这样可以根据定时器设定采样的周期。
  10. 其它参数没有用到，暂不作介绍。
    设置ADC的DMA传输：

STM32CubeMX之ADC采集_内存地址_02

外设地址不自增，内存地址自增。外设地址即为ADC地址，不会变，内存地址一般为一个数值，DMA向内存传输一个数据后，内存地址自动加1，下次传输到下一个地址。


传输模式为循环传输，即内存地址自增到结尾后，从第一个地址重新开始传输。

数据宽度为Half Word，即2字节。


编写程序

设置完成后点击生成代码，初始化部分已经自动生成，用户只要添加ADC采样和串口发送代码就行。

启动ADC采样：


HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC_Buf,ADC_LENGHT);//启动ADC采样 DMA传输到ADC_Buf数组

转换为电压并通过串口发送出去。因为已经启动DMA传输，AD转换的值已经自动循环存储到ADC_Buf中。对于实时性要求不高的直流信号，直接从ADC_Buf中读取数据，求平均值作为最终的转换结果即可。程序如下：



void Get_Volt_Send()
{
  uint32_t ADCValue = 0;
  uint16_t volt;
  char str[10];
  
  for(uint16_t i=0;i<ADC_LENGHT;i++)
  {
    ADCValue += ADC_Buf[i];
  }
  ADCValue = ADCValue/ADC_LENGHT;//求平均值
  volt = ADCValue * 3300 / 4096;//转换为电压 单位mV，参考电压3300mV，12位AD对应4096
  sprintf(str,"%4dmV\r\n",volt);
  HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t*)str,8);//串口发送
}

上位机打开串口助手查看结果：

STM32CubeMX之ADC采集_数据_03


至此，一个简单的AD应用已经完成。如果需要采样高速的交流信号，可通过外部定时器触发，设置固定的采样率进行采样，采用双缓冲乒乓操作的方式进行采样和数据处理，这里不做详细介绍。