使用定时器TIM触发ADC采样,DMA搬运到内存的超详细教程
csdn 2023-12-05

TIM+ADC+DMA原理

一般情况下,当我们需要进行采样的时候,需要用到ADC。例如:需要对某个信号进行定时采样(也就是隔一段时间,比如说2ms)。

本文提供的解决方案是:使用ADC的定时器触发ADC单次转换的功能,然后使用DMA进行数据的搬运!

这样只要设置好定时器的触发间隔,就能实现ADC定时采样转换的功能(即采样速率),然后可以在程序的死循环中一直检测DMA转换完成标志,然后进行数据的读取,或者使能DMA转换完成中断,这样每次转换完成就会产生中断。

主要需要解决的一个问题:定时器触发ADC采样,如何实现?

定时器触发ADC采样,是属于外部触发转换的一种方式。在《STM32中文参考手册》中,找到了关于这部分的内容:

配合上ADC外设的框图:

可以看出,STM32的ADC1和ADC2用于规则通道的外部触发可以有以上6个事件信号,本文使用TIM2_CH2触发ADC1。

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2; //使用外部触发模式 ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE); //设置外部触发模式使能 

对于ADC的配置不太熟悉的,可以参考博文:【STM32】ADC的基本原理、寄存器(超基础、详细版)、
【STM32】ADC库函数、一般步骤详解(实例:内部温度传感器实验)

同时注意一下外部触发的触发条件:当外部触发信号被选为ADC规则或注入转换时,只有它的上升沿可以启动转换。

如何有上升沿呢?定时器配置为PWM输出模式,这是重点。通过调用TIM_OC2Init(Tim2, & TIM_OCInitStructure),完成对TIM2_CH2的PWM配置。

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 1000; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性低 TIM_OC2Init(TIM2, & TIM_OCInitStructure); //初始化外设TIM2_CH2 

对于PWM的配置不太熟悉的,可以参考博文:【STM32】通用定时器的PWM输出(实例:PWM输出)、【STM32】通用定时器的基本原理(实例:定时器中断)


其次,就是DMA将采样的数据由ADC1外设搬运到内存中

配置DMA的外设地址和内存地址,并设置方向为从外设到内存即可。

可以看到ADC1可以作为DMA1的外设请求信号,那么ADC1的地址在哪里呢?

根据ADC1寄存器组的起始地址,找到偏移值:

最终得到ADC1_DR_Address=0x4001244C。

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; //ADC1地址 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_ConvertedValue; //内存地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //方向(从外设到内存) 

对于DMA的配置不太熟悉的,可以参考博文:STM32】DMA基本原理、寄存器、库函数(DMA一般步骤)

STM32全部源码

本文采用的外设为:TIM2_CH2外部触发PA6(ADC1_CH6)采样,通过DMA1搬运到内存。

#include "adc.h" volatile uint16_t ADC_ConvertedValue; //ADC采样的数据 #define ADC1_DR_Address    ((u32)0x4001244C) //ADC1的地址 //TIM2配置,arr为重加载值,psc为预分频系数 void TIM2_Init(u16 arr,u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //时钟使能 //定时器TIM2初始化 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 1000; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性低 TIM_OC2Init(TIM2, & TIM_OCInitStructure); //初始化外设TIM2_CH2 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIMx TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2, ENABLE); } //DMA1配置 void DMA1_Init() { DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); //使能ADC1通道时钟 //DMA1初始化 DMA_DeInit(DMA1_Channel1); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; //ADC1地址 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_ConvertedValue; //内存地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //方向(从外设到内存) DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1; //传输内容的大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址固定 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable; //内存地址固定 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord ; //外设数据单位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord ; //内存数据单位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular ; //DMA模式:循环传输 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High ; //优先级:高 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //禁止内存到内存的传输 DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); //配置DMA1 DMA_ITConfig(DMA1_Channel1,DMA_IT_TC, ENABLE); //使能传输完成中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE); } //GPIO配置,PA6 void GPIO_Init() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能GPIOA时钟 //PA6 作为模拟通道输入引脚  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); } void Adc_Init(){ ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; TIM2_Init(30000,7199); //72000000/7200=10000Hz,每3s采集一次 DMA1_Init(); GPIO_Init(); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); //使能ADC1通道时钟 //ADC1初始化 ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //独立ADC模式 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //关闭扫描方式 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //关闭连续转换模式 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2; //使用外部触发模式 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //采集数据右对齐 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //要转换的通道数目 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //配置ADC时钟,为PCLK2的6分频,即12Hz ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5); //配置ADC1通道6为239.5个采样周期  //使能ADC、DMA ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE); ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); ADC_ResetCalibration(ADC1); //复位校准寄存器 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准寄存器复位完成 ADC_StartCalibration(ADC1); //ADC校准 while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准完成 ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE); //设置外部触发模式使能 } //中断处理函数 void DMA1_Channel1_IRQHandler(void) { if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)!=RESET){ //中断处理代码 printf("The current value =%d \r\n",ADC_ConvertedValue); DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1); } } 

主程序中只需要调用Adc_Init(),然后空循环即可。此时串口调试助手,就会每隔3秒把ADC_ConvertedValue的值打印出来了。

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