HAL库教程12：ADC与DMA采集多路AD值

我会带着你远行 2022-02-19 08:36 1193阅读 1赞

## AD的基础知识 ##

AD很复杂，其实也不复杂，因为我们用的不多。  
  AD：模拟量转换数字量（模拟信号转换数字信号）。  
  ADC：模拟量转数字量的转换器。  
  为什么需要AD呢？  
  自然界宏观的物理量都是连续的。而机器识别的信号0与1是离散的。为了让机器能够采集、分析、储存这些连续的量，所以要把需要被模拟的量转换为数字量。  
  主要的参数：采样精度与转换速度。  
  采样精度，也叫作分辨率。如果0-100摄氏度用8位AD来储存的话，精度计算？  
  0000 0000 —— 0摄氏度  
  1111 1111 —— 100摄氏度  
  100/256 = 0.39摄氏度，0.39就是最小份的分辨率，也就是采样精度.没有办法表现出0.2度  
  100/65536 = 0.0015，16位的AD，精度就很高了。  
  转换速度  
  从启动到出结果用的时间，一般来说越快越好。与精度不可兼得。被单位时间采样数量影响。采样多，速度不会很快。  
  STM32F4使用的AD是逐次逼近型ADC，它产生一系列比较电压VR，但它是逐个产生比较电压，逐次与输入电压分别比较，以逐渐逼近的方式进行模数转换的。它比并联比较型ADC的转换速度慢，比双分积型ADC要快得多，属于中速ADC器件。

## 多通道AD采集需要使用DMA ##

在STM32的手册中，我们发现，不论是单次采集还是多次采集，转换完成的数据都会放在同一个地方。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
  由于DR寄存器不是一个数组，而是一个字节，所以只能保存最新的转换结果。例如，通道1和通道2都使用，通道1的转换结果放在DR寄存器。通道2转换完毕以后，就会覆盖通道1的结果。  
  程序里，当然可以通过一些处理，让通道1的结果在被覆盖之前就保存好。不过，运用STM32的DMA功能，可以更好地解决结果被覆盖的问题。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## DMA的介绍 ##

![在这里插入图片描述][20190416093957466.png]  
![在这里插入图片描述][20190416094008213.png]  
  重点：**用于高速搬运数据，还无需CPU干预。** 因此在多通道采集模拟量是，我们可以建立一个数组，用于储存AD转换的数据。一旦ADC\_DR寄存器里有了新的数据，就把新数据放在数组里。一会儿ADC\_DR有了一个新的数据，就放在数组下一位。数组装满以后？根据需求来。我们设置的是循环模式，也就是再来一遍，覆盖之前的数据。

## 使用CubeMX配置DMA+多通道ADC ##

我使用的板子，有两路NTC热敏电阻分别接在PC0与PC1上，我们把这两个引脚用作ADC1的通道10与11。  
![在这里插入图片描述][20190416094022263.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

## 启用DMA ##

新建AD.c与AD.h文件，设置全局的接收数组与计数器。

//AD.c
    uint32_t AD_Buf[ADC_CHANNEL_CNT];
    uint32_t DMA_CNT = 0;
    
    //AD.h
    #define ADC_CHANNEL_CNT 2
    
    extern uint32_t AD_Buf[ADC_CHANNEL_CNT];
    extern uint32_t DMA_CNT;

在主函数中可以借助HAL库提供的HAL\_ADC\_Start\_DMA()函数，开启ADC的DMA功能，指定接收数组为AD\_Buf，并指定接收的字符数为ADC\_CHANNEL\_CNT。

DMA通常用于处理大量数据，但是目前，每秒发送两个数据，数据量很小，没有体现出DMA的特点。虽然只打印了两个数据，但是DMA到底采集了多少数据？已知DMA在AD转换完成以后“搬运”数据，所以我们可以在ADC转化完成的中断函数里做计数。

//AD.c
    void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
    { 
      if(hadc==(&hadc1))
      { 
        DMA_CNT++;
      }    
    }
    //main.c main()
      while (1)
      { 
        HAL_Delay(1000);
        for(int i=0;i<ADC_CHANNEL_CNT;i++)
        printf("CH%d value = %d \n",i,AD_Buf[i]&0xFFF);
        printf("DMA采集数据的次数是 %d",DMA_CNT);
        DMA_CNT=0;
      }

我看到的现象是，DMA\_CNT大约是15W，每次两个数据，也就是DMA1秒钟搬运了30W个字节。可以想象，如果不是AD转换速度限制，DMA还可以更快一点.  
  至于采集过来的AD值到底怎么用，那就是另一个问题了。

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[20190416094022263.png]: /images/20220219/ae7ea56588e94c4da0d73b4024b28e56.png
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