第十九章 ADC——电压采集

单芯片解决方案,开启全新体验------W55MH32 高性能以太网单片机

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太网单片机,它为用户带来前所未有的集成化体验。这颗芯片将强大的组件集于一身,具体来说,一颗W55MH32内置高性能Arm® Cortex-M3核心,其主频最高可达216MHz;配备1024KB FLASH与96KB SRAM,满足存储与数据处理需求;集成TOE引擎,包含WIZnet全硬件TCP/IP协议栈、内置MAC以及PHY,拥有独立的32KB以太网收发缓存,可供8个独立硬件socket使用。如此配置,真正实现了All-in-One解决方案,为开发者提供极大便利。

在封装规格上,W55MH32 提供了两种选择:QFN100和QFN68。

W55MH32L采用QFN100封装版本,尺寸为12x12mm,其资源丰富,专为各种复杂工控场景设计。它拥有66个GPIO、3个ADC、12通道DMA、17个定时器、2个I2C、5个串口、2个SPI接口(其中1个带I2S接口复用)、1个CAN、1个USB2.0以及1个SDIO接口。如此丰富的外设资源,能够轻松应对工业控制中多样化的连接需求,无论是与各类传感器、执行器的通信,还是对复杂工业协议的支持,都能游刃有余,成为复杂工控领域的理想选择。 同系列还有QFN68封装的W55MH32Q版本,该版本体积更小,仅为8x8mm,成本低,适合集成度高的网关模组等场景,软件使用方法一致。更多信息和资料请进入http://www.w5500.com/网站或者私信获取。

此外,本W55MH32支持硬件加密算法单元,WIZnet还推出TOE+SSL应用,涵盖TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等,为网络通信安全再添保障。

为助力开发者快速上手与深入开发,基于W55MH32L这颗芯片,WIZnet精心打造了配套开发板。开发板集成WIZ-Link芯片,借助一根USB C口数据线,就能轻松实现调试、下载以及串口打印日志等功能。开发板将所有外设全部引出,拓展功能也大幅提升,便于开发者全面评估芯片性能。

若您想获取芯片和开发板的更多详细信息,包括产品特性、技术参数以及价格等,欢迎访问官方网页:http://www.w5500.com/,我们期待与您共同探索W55MH32的无限可能。

第十九章 ADC------电压采集

目录

[第十九章 ADC------电压采集](#第十九章 ADC——电压采集)

[1 ADC简介](#1 ADC简介)

[2 ADC功能框图剖析](#2 ADC功能框图剖析)

[2.1 电压输入范围](#2.1 电压输入范围)

[2.2 输入通道](#2.2 输入通道)

[2.3 转换顺序](#2.3 转换顺序)

[2.4 触发源](#2.4 触发源)

[2.5 转换时间](#2.5 转换时间)

[2.6 数据寄存器](#2.6 数据寄存器)

[2.7 中断](#2.7 中断)

[2.8 电压转换](#2.8 电压转换)

[3 ADC初始化结构体详解](#3 ADC初始化结构体详解)

[4 单通道 ADC 转换](#4 单通道 ADC 转换)

[4.1 代码分析](#4.1 代码分析)

[4.2 下载验证](#4.2 下载验证)

[5 双重ADC同步规则模式采集实验](#5 双重ADC同步规则模式采集实验)

[5.1 代码分析](#5.1 代码分析)

[5.2 下载验证](#5.2 下载验证)

[6 ADC 模拟看门狗功能](#6 ADC 模拟看门狗功能)

[6.1 代码解析](#6.1 代码解析)

[6.2 下载验证](#6.2 下载验证)

[7 ADC_VrefintTemper](#7 ADC_VrefintTemper)

[7.1 代码解析](#7.1 代码解析)

[7.2 下载验证](#7.2 下载验证)


本章参考资料:《W55MH32参考手册》ADC章节。学习本章时, 配合《W55MH32参考手册》ADC章节一起阅读,效果会更佳,特别是涉及到寄存器说明的部分。

1 ADC简介

12 位 ADC 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。模拟看门狗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。

ADC 的输入时钟不得超过 14MHz,它是由 PCLK2 经分频产生。

2 ADC功能框图剖析

ADC功能框图如下:

ADC3 的规则转换和注入转换触发与 ADC1 和 ADC2 的不同。

|-----------------|-----------|-------------------------------------|
| 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⁽¹⁾ | 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⁽¹⁾ | 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 |

VDDA 和 VSSA 应该分别连接到 VDD 和 VSS。

2.1 电压输入范围

ADC输入范围为:VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。由VREF-、 VREF+ 、VDDA 、VSSA、这四个外部引脚决定。

我们在设计原理图的时候一般把VSSA和VREF-接地, 把VREF+和VDDA 接3V3,得到ADC的输入电压范围为:0~3.3V。

如果我们想让输入的电压范围变宽,去到可以测试负电压或者更高的正电压,我们可以在外部加一个电压调理电路, 把需要转换的电压抬升或者降压到0~3.3V,这样ADC就可以测量。

2.2 输入通道

我们确定好ADC输入电压之后,那么电压怎么输入到ADC?这里我们引入通道的概念,W55MH32的ADC多达18个通道, 其中外部的16个通道就是框图中的ADCx_IN0、ADCx_IN1...ADCx_IN5。这16个通道对应着不同的IO口,具体是哪一个IO口可以从手册查询到。 其中ADC1/2/3还有内部通道:ADC1的通道16连接到了芯片内部的温度传感器,Vrefint连接到了通道17。 ADC2的模拟通道16和17连接到了内部的VSS。ADC3的模拟通道9、14、15、16和17连接到了内部的VSS。

|----------|--------------|----------|----------|----------|----------|
| ADC1 | IO | ADC2 | IO | ADC3 | IO |
| 通道 0 | PA0 | 通道 0 | PA0 | 通道 0 | PA0 |
| 通道 1 | PA1 | 通道 1 | PA1 | 通道 1 | PA1 |
| 通道 2 | PA2 | 通道 2 | PA2 | 通道 2 | PA2 |
| 通道 3 | PA3 | 通道 3 | PA3 | 通道 3 | PA3 |
| 通道 4 | PA4 | 通道 4 | PA4 | 通道 4 | 没有通道 4 |
| 通道 5 | PA5 | 通道 5 | PA5 | 通道 5 | 没有通道 5 |
| 通道 6 | PA6 | 通道 6 | PA6 | 通道 6 | 没有通道 6 |
| 通道 7 | PA7 | 通道 7 | PA7 | 通道 7 | 没有通道 7 |
| 通道 8 | PB0 | 通道 8 | PB0 | 通道 8 | 没有通道 8 |
| 通道 9 | PB1 | 通道 9 | PB1 | 通道 9 | 连接内部 VSS |
| 通道 10 | PC0 | 通道 10 | PC0 | 通道 10 | PC0 |
| 通道 11 | PC1 | 通道 11 | PC1 | 通道 11 | PC1 |
| 通道 12 | PC2 | 通道 12 | PC2 | 通道 12 | PC2 |
| 通道 13 | PC3 | 通道 13 | PC3 | 通道 13 | PC3 |
| 通道 14 | PC4 | 通道 14 | PC4 | 通道 14 | 连接内部 VSS |
| 通道 15 | PC5 | 通道 15 | PC5 | 通道 15 | 连接内部 VSS |
| 通道 16 | 连接内部温度传感器 | 通道 16 | 连接内部 VSS | 通道 16 | 连接内部 VSS |
| 通道 17 | 连接内部 Vrefint | 通道 17 | 连接内部 VSS | 通道 17 | 连接内部 VSS |

外部的16个通道在转换的时候又分为规则通道和注入通道,其中规则通道最多有16路,注入通道最多有4路。那这两个通道有什么区别?在什么时候使用?

规则通道

规则通道:顾名思意,规则通道就是很规矩的意思,我们平时一般使用的就是这个通道,或者应该说我们用到的都是这个通道,没有什么特别要注意的可讲。

注入通道

注入,可以理解为插入,插队的意思,是一种不安分的通道。它是一种在规则通道转换的时候强行插入要转换的一种通道。 如果在规则通道转换过程中,有注入通道插队,那么就要先转换完注入通道,等注入通道转换完成后,再回到规则通道的转换流程。 这点跟中断程序很像,都是不安分的主。所以,注入通道只有在规则通道存在时才会出现。

2.3 转换顺序

规则序列

规则序列寄存器有3个,分别为SQR3、SQR2、SQR1。SQR3控制着规则序列中的第一个到第六个转换, 对应的位为:SQ1[4:0]~SQ6[4:0],第一次转换的是位4:0 SQ1[4:0],如果通道16想第一次转换,那么在SQ1[4:0]写16即可。 SQR2控制着规则序列中的第7到第12个转换, 对应的位为:SQ7[4:0]~SQ12[4:0],如果通道1想第8个转换,则SQ8[4:0]写1即可。SQR1控制着规则序列中的第13到第16个转换, 对应位为:SQ13[4:0]~SQ16[4:0],如果通道6想第10个转换,则SQ10[4:0]写6即可。 具体使用多少个通道,由SQR1的位L[3:0]决定,最多16个通道。

|---------|-------------|---------------|----------|
| 寄存器 | 寄存器位 | 功能 | 取值 |
| SQR3 | SQ1[4:0] | 设置第 1 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR3 | SQ2[4:0] | 设置第 2 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR3 | SQ3[4:0] | 设置第 3 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR3 | SQ4[4:0] | 设置第 4 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR3 | SQ5[4:0] | 设置第 5 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR3 | SQ6[4:0] | 设置第 6 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR3 | SQ7[4:0] | 设置第 7 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR3 | SQ8[4:0] | 设置第 8 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR2 | SQ9[4:0] | 设置第 9 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR2 | SQ10[4:0] | 设置第 10 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR2 | SQ11[4:0] | 设置第 11 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR2 | SQ12[4:0] | 设置第 12 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR1 | SQ13[4:0] | 设置第 13 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR1 | SQ14[4:0] | 设置第 14 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR1 | SQ15[4:0] | 设置第 15 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR1 | SQ16[4:0] | 设置第 16 个转换的通道 | 通道 1~16 |
| SQR1 | LQL[3:0] | 需要转换多少个通道 | 1~16 |

注入序列

注入序列寄存器JSQR只有一个,最多支持4个通道,具体多少个由JSQR的JL[1:0]决定。如果JL的 值小于4的话, 则JSQR跟SQR决定转换顺序的设置不一样,第一次转换的不是JSQR1[4:0],而是JCQRx[4:0] ,x = 4-JL),跟SQR刚好相反。 如果JL=00(1个转换),那么转换的顺序是从JSQR4[4:0]开始,而不是从JSQR1[4:0]开始,这个要注意,编程的时候不要搞错。当JL等于4时,跟SQR一样。

|---------|-------------|--------------|---------|
| 寄存器 | 寄存器位 | 功能 | 取值 |
| JSQR | JSQ1[4:0] | 设置第 1 个转换的通道 | 通道 1~4 |
| JSQR | JSQ2[4:0] | 设置第 2 个转换的通道 | 通道 1~4 |
| JSQR | JSQ3[4:0] | 设置第 3 个转换的通道 | 通道 1~4 |
| JSQR | JSQ4[4:0] | 设置第 4 个转换的通道 | 通道 1~4 |
| JSQR | JLQ[4:0] | 需要转换多少个通道 | 1~4 |

2.4 触发源

通道选好了,转换的顺序也设置好了,那接下来就该开始转换了。ADC转换可以由ADC控制寄存器2: ADC_CR2的ADON这个位来控制, 写1的时候开始转换,写0的时候停止转换,这个是最简单也是最好理解的开启ADC转换的控制方式。

除了上述的控制方法,ADC还支持触发转换,这个触发包括内部定时器触发和外部IO触发。触发源有很多,具体选择哪一种触发源, 由ADC控制寄存器2:ADC_CR2的EXTSEL[2:0]和JEXTSEL[2:0]位来控制。EXTSEL[2:0]用于选择规则通道的触发源, JEXTSEL[2:0]用于选择注入通道的触发源。选定好触发源之后,触发源是否要激活,则由ADC控制寄存器2:ADC_CR2的EXTTRIG和JEXTTRIG这两位来激活。

2.5 转换时间

ADC时钟

ADC输入时钟ADC_CLK由PCLK2经过分频产生,最大是14M,分频因子由RCC时钟配置寄存器RCC_CFGR的位15:14 ADCPRE[1:0]设置, 可以是2/4/6/8分频,注意这里没有1分频。一般我们设置PCLK2=HCLK=72M。

采样时间

ADC使用若干个ADC_CLK周期对输入的电压进行采样, 采样的周期数可通过ADC 采样时间寄存器ADC_SMPR1和ADC_SMPR2中的SMP[2:0]位设置,ADC_SMPR2控制的是通道0~9,ADC_SMPR1控制的是通道10~17。每个通道可以分别用不同的时间采样。其中采样周期最小是1.5个, 即如果我们要达到最快的采样,那么应该设置采样周期为1.5个周期,这里说的周期就是1/ADC_CLK。

ADC的转换时间跟ADC的输入时钟和采样时间有关,公式为:Tconv = 采样时间 + 12.5个周期。当ADCLK = 14MHZ (最高), 采样时间设置为1.5周期(最快),那么总的转换时间(最短)Tconv = 1.5周期 + 12.5周期 = 14周期 = 1us。

一般我们设置PCLK2=72M,经过ADC预分频器能分频到最大的时钟只能是12M,采样周期设置为1.5个周期, 算出最短的转换时间为1.17us,这个才是最常用的。

2.6 数据寄存器

一切准备就绪后,ADC转换后的数据根据转换组的不同,规则组的数据放在ADC_DR寄存器,注入组的数据放在JDRx。

规则数据寄存器

ADC规则组数据寄存器ADC_DR只有一个,是一个32位的寄存器,低16位在单ADC时使用,高16位是在ADC1中双模式下保存ADC2转换的规则数据, 双模式就是ADC1和ADC2同时使用。在单模式下,ADC1/2/3都不使用高16位。因为ADC的精度是12位,无论ADC_DR的高16或者低16位都放不满, 只能左对齐或者右对齐,具体是以哪一种方式存放,由ADC_CR2的11位ALIGN设置。

规则通道可以有16个这么多,可规则数据寄存器只有一个,如果使用多通道转换,那转换的数据就全部都挤在了DR里面,前一个时间点转换的通道数据, 就会被下一个时间点的另外一个通道转换的数据覆盖掉,所以当通道转换完成后就应该把数据取走,或者开启DMA模式,把数据传输到内存里面, 不然就会造成数据的覆盖。最常用的做法就是开启DMA传输。

注入数据寄存器

ADC注入组最多有4个通道,刚好注入数据寄存器也有4个,每个通道对应着自己的寄存器,不会跟规则寄存器那样产生数据覆盖的问题。 ADC_JDRx是32位的,低16位有效,高16位保留,数据同样分为左对齐和右对齐,具体是以哪一种方式存放,由ADC_CR2的11位ALIGN设置。

2.7 中断

转换结束中断

数据转换结束后,可以产生中断,中断分为三种:规则通道转换结束中断,注入转换通道转换结束中断,模拟看门狗中断。 其中转换结束中断很好理解,跟我们平时接触的中断一样,有相应的中断标志位和中断使能位,我们还可以根据中断类型写相应配套的中断服务程序。

模拟看门狗中断

当被ADC转换的模拟电压低于低阈值或者高于高阈值时,就会产生中断,前提是我们开启了模拟看门狗中断, 其中低阈值和高阈值由ADC_LTR和ADC_HTR设置。例如我们设置高阈值是2.5V,那么模拟电压超过2.5V的时候,就会产生模拟看门狗中断,反之低阈值也一样。

DMA请求

规则和注入通道转换结束后,除了产生中断外,还可以产生DMA请求,把转换好的数据直接存储在内存里面。 要注意的是只有ADC1和ADC3可以产生DMA请求。有关DMA请求需要配合《W55MH32参考手册》DMA控制器这一章节来学习。 一般我们在使用ADC的时候都会开启DMA传输。

2.8 电压转换

模拟电压经过ADC转换后,是一个12位的数字值,如果通过串口以16进制打印出来的话,可读性比较差,那么有时候我们就需要把数字电压转换成模拟电压, 也可以跟实际的模拟电压(用万用表测)对比,看看转换是否准确。

我们一般在设计原理图的时候会把ADC的输入电压范围设定在:0~3.3v,因为ADC是12位的,那么12位满量程对应的就是3.3V, 12位满量程对应的数字值是:2^12。数值0对应的就是0V。如果转换后的数值为 X ,X对应的模拟电压为Y, 那么会有这么一个等式成立: 2^12 / 3.3 = X/ Y,=> Y = (3.3 * X ) / 2^12。

3 ADC初始化结构体详解

标准库函数对每个外设都建立了一个初始化结构体xxx_InitTypeDef(xxx为外设名称),结构体成员用于设置外设工作参数, 并由标准库函数xxx_Init()调用这些设定参数进入设置外设相应的寄存器,达到配置外设工作环境的目的。

结构体xxx_InitTypeDef与库函数xxx_Init()的协同工作机制体现了模块化设计的核心思想。 结构体xxx_InitTypeDef定义在w55mh32_xxx.h文件中,库函数xxx_Init()定义在w55mh32_xxx.c文件中,编程时我们可以结合这两个文件内注释使用。

ADC_InitTypeDef结构体

ADC_InitTypeDef结构体定义在w55mh32_adc.h文件内,具体定义如下:

复制代码
typedef` `struct`
`{`
    `uint32_t ADC_Mode;`                      `// ADC 工作模式选择`
`    FunctionalState ADC_ScanConvMode;`       `/* ADC 扫描(多通道)`
`                                            或者单次(单通道)模式选择 */`
`    FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;` `// ADC 单次转换或者连续转换选择`
    `uint32_t ADC_ExternalTrigConv;`          `// ADC 转换触发信号选择`
    `uint32_t ADC_DataAlign;`                 `// ADC 数据寄存器对齐格式`
    `uint8_t ADC_NbrOfChannel;`               `// ADC 采集通道数`
`} ADC_InitTypeDef;`
`

**ADC_Mode:**配置ADC的模式,当使用一个ADC时是独立模式,使用两个ADC时是双模式,在双模式下还有很多细分模式可选,我们一般使用一个ADC的独立模式。

**ScanConvMode:**可选参数为ENABLE和DISABLE,配置是否使用扫描。如果是单通道AD转换使用DISABLE,如果是多通道AD转换使用ENABLE。

**ADC_ContinuousConvMode:**可选参数为ENABLE和DISABLE,配置是启动自动连续转换还是单次转换。使用ENABLE配置为使能自动连续转换; 使用DISABLE配置为单次转换,转换一次后停止需要手动控制才重新启动转换。一般设置为连续转换。

**ADC_ExternalTrigConv:**参数用于配置模数转换器的外部触发源选择机制。该配置项提供多种可编程触发模式,包括定时器输出信号、外部引脚事件等硬件触发源,以及软件自主触发模式。在实际工程应用中,基于简化系统设计和提高触发精度的考量,通常采用软件自动触发(SWSTART)方式实现转换控制,该模式通过直接调用库函数即可精准启动转换过程,有效规避外部信号干扰风险。

**ADC_DataAlign:**转换结果数据对齐模式,可选右对齐ADC_DataAlign_Right或者左对齐ADC_DataAlign_Left。一般我们选择右对齐模式。

**ADC_NbrOfChannel:**AD转换通道数目,根据实际设置即可。

4 单通道 ADC 转换

4.1 代码分析

1. 头文件和宏定义

复制代码
#include <stdlib.h>`
`#include <string.h>`
`#include <stdio.h>`
`#include "delay.h"`
`#include "w55mh32.h"`
`#include "math.h"`

`#define CONV_CHANNEL_NUM 1`
`#define VREF             (3300)`

`#define ADC_TEST_CHANNEL_PIN (GPIO_Pin_6)`
`uint8_t  ADC_CovChannel[1]` `=` `{ADC_Channel_6};`
`uint8_t  ADC_SampleTIME[1]` `=` `{ADC_SampleTime_239Cycles5};`
`uint32_t DAM_ADC_Value[1];`
`

**头文件:**引入了标准库头文件和自定义头文件,像stdlib.h、string.h、stdio.h这类标准库,delay.h和w55mh32.h属于自定义头文件,math.h是数学库头文件。

宏定义:

**CONV_CHANNEL_NUM:**定义了 ADC 转换的通道数量,这里是 1 个通道。

**VREF:**参考电压值,单位为 mV,这里是 3300mV。

**ADC_TEST_CHANNEL_PIN:**定义了 ADC 测试通道对应的 GPIO 引脚,为GPIO_Pin_6。

数组:

**ADC_CovChannel:**存放要转换的 ADC 通道,这里是ADC_Channel_6。

**ADC_SampleTIME:**存放每个通道的采样时间,这里是ADC_SampleTime_239Cycles5。

**DAM_ADC_Value:**用于存储 DMA 搬运过来的 ADC 转换结果。

2. 函数声明

复制代码
void` `UART_Configuration(void);`
`void` `ADC_Configuration(void);`
`void` `DMA_Configuration(void);`
`

声明了用于配置串口、ADC 和 DMA 的函数。

3. main()函数

复制代码
int` `main(void)`
`{`
`    RCC_ClocksTypeDef clocks;`
    `delay_init();`

    `UART_Configuration();`
    `RCC_GetClocksFreq(&clocks);`

    `printf("\n");`
    `printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhz\n",`
           `(float)clocks.SYSCLK_Frequency /` `1000000,` `(float)clocks.HCLK_Frequency /` `1000000,`
           `(float)clocks.PCLK1_Frequency /` `1000000,` `(float)clocks.PCLK2_Frequency /` `1000000,` `(float)clocks.ADCCLK_Frequency /` `1000000);`

    `printf("ADC Single Test\n");`

    `ADC_Configuration();`

    `while` `(1)`
    `{`
        `ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);`
        `delay_ms(1000);`
    `}`
`}`
`
  1. 初始化延时函数delay_init()。
  2. 调用UART_Configuration()配置串口通信。
  3. 获取系统时钟频率并通过串口输出。
  4. 调用ADC_Configuration()配置 ADC。
  5. 进入无限循环,每秒通过软件触发一次 ADC1 的转换。

4. GetCmd()函数

复制代码
uint8_t` `GetCmd(void)`
`{`
    `uint8_t tmp =` `0;`

    `if` `(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE))`
    `{`
`        tmp =` `USART_ReceiveData(USART1);`
    `}`
    `return tmp;`
`}`
`

此函数用于从串口接收数据,若串口 1 接收到数据,就将其读取并返回。

5. UART_Configuration()函数

复制代码
void` `UART_Configuration(void)`
`{`
    `//GPIO port settings`
`    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;`
`    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;`

    `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);`

`    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;`
    `GPIO_Init(GPIOA,` `&GPIO_InitStructure);`

`    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_10;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;`
    `GPIO_Init(GPIOA,` `&GPIO_InitStructure);`

`    USART_InitStructure.USART_BaudRate            =` `115200;`
`    USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;`
`    USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;`
`    USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;`
`    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;`
`    USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;`

    `USART_Init(USART1,` `&USART_InitStructure);`
    `USART_Cmd(USART1, ENABLE);`
`}`
`

使能 USART1 和 GPIOA 的时钟。

配置 GPIOA 的Pin_9为复用推挽输出,用于串口发送;Pin_10为浮空输入,用于串口接收。

配置 USART1 的波特率、数据位、停止位、校验位等参数,并使能 USART1。

6. ADC_Configuration()函数

复制代码
void` `ADC_Configuration(void)`
`{`
    `uint32_t         i;`
`    ADC_InitTypeDef  ADC_InitStructure;`
`    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;`

    `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);`

`    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = ADC_TEST_CHANNEL_PIN;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN;`
    `GPIO_Init(GPIOA,` `&GPIO_InitStructure);`

    `RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);`
    `ADC_DeInit(ADC1);`

`    ADC_InitStructure.ADC_Mode               = ADC_Mode_Independent;`
`    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode       = ENABLE;`
`    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;`
`    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv   = ADC_ExternalTrigConv_None;`
`    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign          = ADC_DataAlign_Right;`
`    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel       = CONV_CHANNEL_NUM;`
    `ADC_Init(ADC1,` `&ADC_InitStructure);`

    `for` `(i =` `0; i < CONV_CHANNEL_NUM; i++)`
    `{`
        `ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_CovChannel[i], i +` `1, ADC_SampleTIME[i]);`
    `}`

    `ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);`

    `ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);`

    `ADC_ResetCalibration(ADC1);`
    `while` `(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));`
    `ADC_StartCalibration(ADC1);`
    `while` `(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));`

    `DMA_Configuration();`
`}`
`

使能 GPIOA 和 ADC1 的时钟。

配置GPIOA_Pin_6为模拟输入模式。

配置 ADC1 的时钟,复位 ADC1。

配置 ADC1 的工作模式、扫描模式、连续转换模式等参数。

配置 ADC1 的规则通道。

启动一次 ADC 转换,使能 ADC1。

对 ADC1 进行校准操作。

调用DMA_Configuration()配置DMA。

**7.**DMA_Configuration()函数

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void` `DMA_Configuration(void)`
`{`
`    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;`
`    DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;`

    `RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);`
    `DMA_DeInit(DMA1_Channel1);`
`    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr =` `(uint32_t)&ADC1->DR;`
`    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr     =` `(uint32_t)DAM_ADC_Value;`
`    DMA_InitStructure.DMA_DIR                = DMA_DIR_PeripheralSRC;`
`    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize         = CONV_CHANNEL_NUM;`
`    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc      = DMA_PeripheralInc_Disable;`
`    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc          = DMA_MemoryInc_Enable;`
`    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;`
`    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize     = DMA_MemoryDataSize_Word;`
`    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);`
    `DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);`
    `ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);`

`    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_ITConfig(DMA1_Channel1, DMA1_IT_TC1, ENABLE);`
`}`
`

使能 DMA1 的时钟,复位 DMA1 通道 1。

配置 DMA 的源地址(ADC1 的数据寄存器)、目标地址(DAM_ADC_Value数组)、传输方向、缓冲区大小等参数。

使能 DMA1 通道 1 和 ADC1 的 DMA 功能。

配置 DMA1 通道 1 的中断优先级并使能中断。

8. DMA1_Channel1_IRQHandler()函数

复制代码
void` `DMA1_Channel1_IRQHandler(void)`
`{`
    `if` `(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)` `!= RESET)`
    `{`
        `DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);`
        `DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);`

        `printf("Code Value = %d ,voltage value = %2.4f\n", DAM_ADC_Value[0],`
               `(float)VREF * DAM_ADC_Value[0]` `/` `4095` `/` `1000);`
    `}`
`}`
`

当 DMA1 通道 1 传输完成中断发生时,清除中断标志和标志位。

通过串口输出 ADC 转换后的数字值和对应的电压值。

9. SER_PutChar()和fputc()函数

复制代码
//Retarget Printf`
`int` `SER_PutChar(int ch)`
`{`
    `while` `(!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC));`
    `USART_SendData(USART1,` `(uint8_t)ch);`

    `return ch;`
`}`

`int` `fputc(int c, FILE *f)`
`{`
    `/* Place your implementation of fputc here */`
    `/* e.g. write a character to the USART */`
    `if` `(c ==` `'\n')`
    `{`
        `SER_PutChar('\r');`
    `}`
    `return` `(SER_PutChar(c));`
`}`
`

这两个函数用于重定向printf(),让printf的输出通过串口发送出去。

4.2 下载验证

这段代码实现了对ADC_Channel_6的单通道模拟信号采集,利用 DMA 将 ADC 转换结果搬运到指定数组,通过串口输出转换后的数字值和对应的电压值,每秒进行一次转换,以下是转换结果:

5 双重ADC同步规则模式采集实验

AD转换包括采样阶段和转换阶段,在采样阶段才对通道数据进行采集;而在转换阶段只是将采集到的数据进行转换为数字量输出,此刻通道数据变化不会改变转换结果。

独立模式的ADC采集需要在一个通道采集并且转换完成后才会进行下一个通道的采集。而双重ADC的机制就是使用两个ADC同时采样一个或者多个通道。 双重ADC模式较独立模式一个最大的优势就是提高了采样率,弥补了单个ADC采样不够快的缺点。

启用双ADC模式的时候,通过配置ADC_CR1寄存器的DUALMOD[3:0]位,可以有几种不同的模式, 具体见如下表格,双ADC模式的各种模式汇总 :

|------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 模式 | 简要说明 |
| 同步注入模式 | ADC1 和 ADC2 同时转换一个注入通道组,其中 ADC1 为主,ADC2 为从。转换的数据存储在每个 ADC 接口的 ADC_JDRx 寄存器中。 |
| 同步规则模式 | ADC1 和 ADC2 同时转换一个规则通道组,其中 ADC1 为主,ADC2 为从。ADC1 转换的结果放在 ADC1_DR 的低 16 位,ADC2 转换的结果放在 ADC1_DR 的高十六位。 |
| 快速交叉模式 | ADC1 和 ADC2 交替采集一个规则通道组(通常为一个通道)。当 ADC2 触发之后,ADC1 需要等待 7 个 ADCCLK 之后才能触发。 |
| 慢速交叉模式 | ADC1 和 ADC2 交替采集一个规则通道组(只能为一个通道)。当 ADC2 触发之后,ADC1 需要等待 14 个 ADCCLK 之后才能触发。 |
| 交替触发模式 | ADC1 和 ADC2 轮流采集注入通道组,当 ADC1 所有通道采集完毕之后再采集 ADC2 的通道,如此循环。跟交叉采集不一样。 |
| 混合的规则 / 注入同步模式 | 规则组同步转换被中断,以启动注入组的同步转换。分开两个模式来理解即可,区别是注入组可中断规则组的转换。 |
| 混合的同步规则 + 交替触发模式 | 规则组同步转换被中断,以启动注入组交替触发转换。分开两个模式理解即可,区别是注入组可中断规则组的转换。 |
| 混合同步注入 + 交叉模式 | 交叉转换可被同步注入模式中断,此时交叉转换中断,注入转换启动。 |

这里我们选取同步规则模式来作为实验讲解。同步规则模式是ADC1和ADC2同时转换一个规则通道组,ADC1是主,ADC2是从, ADC1转换的结果放在ADC1_DR的低16位,ADC2转换的结果放在ADC1_DR的高十六位。并且必须开启DMA功能。

外部触发来自ADC1的规则组多路开关(由ADC1_CR2寄存器的EXTSEL[2:0]选择), 它同时给ADC2提供同步触发。 为了简单起见,ADC1跟ADC2我们选择软件触发。

为了实验的简单起见,实验中我们选取ADC1和ADC2各采集一个通道 :

5 .1 代码分析

1. 头文件和宏定义

复制代码
#include <stdlib.h>`
`#include <string.h>`
`#include <stdio.h>`
`#include "delay.h"`
`#include "w55mh32.h"`
`#include "math.h"`

`#define CONV_CHANNEL_NUM 1`
`#define VREF             (3300)`
`

头文件:

引入了标准 C 库的头文件以及自定义的头文件,用于实现基本的库函数调用、延时功能等。

宏定义:

CONV_CHANNEL_NUM:定义了 ADC 转换的通道数量,这里设置为 1,表示每个 ADC 使用一个通道进行转换。

VREF:定义了参考电压值,单位为 mV,这里设置为 3300mV,用于后续将 ADC 转换的数字值转换为实际的电压值。

函数声明

复制代码
void` `UART_Configuration(void);`
`void` `ADC_Configuration(void);`
`void` `DMA_Configuration(void);`
`

声明了三个函数,分别用于配置串口通信、ADC 模块和 DMA 模块。

3. 全局变量

复制代码
uint32_t DAM_ADC_Value[1];`
`

定义了一个全局数组DAM_ADC_Value,用于存储 DMA 从 ADC1 的数据寄存器搬运过来的转换结果。

4. main()函数

复制代码
int` `main(void)`
`{`
`    RCC_ClocksTypeDef clocks;`
    `delay_init();`

    `UART_Configuration();`
    `RCC_GetClocksFreq(&clocks);`

    `printf("\n");`
    `printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhz\n",`
           `(float)clocks.SYSCLK_Frequency /` `1000000,` `(float)clocks.HCLK_Frequency /` `1000000,`
           `(float)clocks.PCLK1_Frequency /` `1000000,` `(float)clocks.PCLK2_Frequency /` `1000000,` `(float)clocks.ADCCLK_Frequency /` `1000000);`

    `printf("ADC Double Test(ADC1 & ADC2)\n");`

    `ADC_Configuration();`

    `while` `(1)`
    `{`
        `ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);`
        `delay_ms(1000);`
    `}`
`}`
`

初始化:

初始化延时函数delay_init(),用于后续的延时操作。

调用UART_Configuration()函数配置串口通信,以便后续通过串口输出信息。

获取系统时钟频率信息并通过串口输出,方便调试和查看系统时钟配置。

输出提示信息,表示开始进行 ADC 双模式测试。

调用ADC_Configuration()函数配置 ADC 模块。

主循环:

通过软件触发 ADC1 开始转换操作。

延时 1 秒,控制 ADC 转换的频率。

5. GetCmd()函数

复制代码
uint8_t` `GetCmd(void)`
`{`
    `uint8_t tmp =` `0;`

    `if` `(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE))`
    `{`
`        tmp =` `USART_ReceiveData(USART1);`
    `}`
    `return tmp;`
`}`
`

该函数用于从串口接收数据。如果串口 1 接收到数据(USART_FLAG_RXNE标志置位),则读取该数据并返回。

6. UART_Configuration()函数

复制代码
void` `UART_Configuration(void)`
`{`
`    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;`
`    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;`

    `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);`

`    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;`
    `GPIO_Init(GPIOA,` `&GPIO_InitStructure);`

`    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_10;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;`
    `GPIO_Init(GPIOA,` `&GPIO_InitStructure);`

`    USART_InitStructure.USART_BaudRate            =` `115200;`
`    USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;`
`    USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;`
`    USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;`
`    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;`
`    USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;`

    `USART_Init(USART1,` `&USART_InitStructure);`
    `USART_Cmd(USART1, ENABLE);`
`}`
`

**时钟使能:**使能 USART1 和 GPIOA 的时钟,因为 USART1 使用 GPIOA 的引脚进行通信。

GPIO 配置:

配置 GPIOA 的 Pin 9 为复用推挽输出模式,用于 USART1 的发送功能。

配置 GPIOA 的 Pin 10 为浮空输入模式,用于 USART1 的接收功能。

USART 配置:

设置 USART1 的波特率为 115200,数据位为 8 位,停止位为 1 位,无校验位,无硬件流控制,支持收发模式。

初始化 USART1 并使能该模块。

7. ADC_Configuration()函数

复制代码
void` `ADC_Configuration(void)`
`{`
`    ADC_InitTypeDef  ADC_InitStructure;`
`    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;`

    `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_ADC2, ENABLE);`

`    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_0;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN;`
    `GPIO_Init(GPIOA,` `&GPIO_InitStructure);`
`    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;`
    `GPIO_Init(GPIOA,` `&GPIO_InitStructure);`

    `RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);`
    `ADC_DeInit(ADC1);`
    `ADC_DeInit(ADC2);`

`    ADC_InitStructure.ADC_Mode               = ADC_Mode_RegSimult;` `//synchronization rule mode`
`    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode       = DISABLE;`
`    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;`
`    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv   = ADC_ExternalTrigConv_None;`
`    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign          = ADC_DataAlign_Right;`
`    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel       =` `1;`
    `ADC_Init(ADC1,` `&ADC_InitStructure);`
    `ADC_Init(ADC2,` `&ADC_InitStructure);`

    `/* channel configuration */`
    `ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0,` `1, ADC_SampleTime_239Cycles5);`
    `ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_1,` `1, ADC_SampleTime_239Cycles5);`

    `/* module enablement */`
    `ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);`
    `ADC_Cmd(ADC2, ENABLE);`

    `/* adc calibration */`
    `ADC_ResetCalibration(ADC1);`
    `while` `(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));`
    `ADC_StartCalibration(ADC1);`
    `while` `(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));`
    `ADC_ResetCalibration(ADC2);`
    `while` `(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2));`
    `ADC_StartCalibration(ADC2);`
    `while` `(ADC_GetCalibrationStatus(ADC2));`

    `DMA_Configuration();`
`}`
`

**时钟使能:**使能 GPIOA、ADC1 和 ADC2 的时钟。

**GPIO 配置:**配置 GPIOA 的 Pin 0 和 Pin 1 为模拟输入模式,分别用于 ADC1 的通道 0 和 ADC2 的通道 1。

**ADC 时钟配置和复位:**配置 ADC 的时钟,将 PCLK2 分频 8 作为 ADC 的时钟源。复位 ADC1 和 ADC2,将它们的寄存器恢复到默认状态。

ADC 初始化:

  • 设置 ADC 工作模式为ADC_Mode_RegSimult,即规则同步模式,使 ADC1 和 ADC2 可以同时对各自的通道进行转换。
  • 禁用扫描模式和连续转换模式,采用软件触发转换。
  • 数据右对齐,每个 ADC 使用 1 个通道进行转换。
  • 分别初始化 ADC1 和 ADC2。

通道配置:

  • 配置 ADC1 的规则通道为通道 0,转换顺序为 1,采样时间为 239.5 个周期。
  • 配置 ADC2 的规则通道为通道 1,转换顺序为 1,采样时间为 239.5 个周期。

**使能 ADC 模块:**使能 ADC1 和 ADC2。

**ADC 校准:**对 ADC1 和 ADC2 分别进行复位校准和开始校准操作,并等待校准完成。

**调用 DMA 配置函数:**调用DMA_Configuration()函数配置 DMA 模块。

8.DMA_Configuration()函数

复制代码
void` `DMA_Configuration(void)`
`{`
`    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;`
`    DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;`

    `RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);`
    `DMA_DeInit(DMA1_Channel1);`
`    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr =` `(uint32_t)&ADC1->DR;`
`    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr     =` `(uint32_t)DAM_ADC_Value;`
`    DMA_InitStructure.DMA_DIR                = DMA_DIR_PeripheralSRC;`
`    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize         = CONV_CHANNEL_NUM;`
`    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc      = DMA_PeripheralInc_Disable;`
`    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc          = DMA_MemoryInc_Enable;`
`    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;`
`    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize     = DMA_MemoryDataSize_Word;`
`    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);`
    `DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);`
    `ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);`

`    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_ITConfig(DMA1_Channel1, DMA1_IT_TC1, ENABLE);`
`}`

`

时钟使能和 DMA 复位:

使能 DMA1 的时钟。

复位 DMA1 的通道 1。

DMA 初始化:

设置 DMA 的源地址为 ADC1 的数据寄存器ADC1->DR。

设置 DMA 的目标地址为DAM_ADC_Value数组。

数据传输方向为从外设(ADC1 的数据寄存器)到内存。

缓冲区大小为CONV_CHANNEL_NUM,即 1。

外设地址不递增,内存地址递增。

数据传输大小为字(32 位)。

DMA 工作模式为循环模式,即完成一次传输后自动重新开始。

设置 DMA 优先级为高。

禁用内存到内存的传输模式。

初始化 DMA1 的通道 1 并使能该通道。

使能 ADC1 的 DMA 功能。

NVIC 配置:

配置 DMA1 通道 1 的中断优先级,抢占优先级和子优先级都设置为 0。

使能 DMA1 通道 1 的中断。

使能 DMA1 通道 1 的传输完成中断。

9. DMA1_Channel1_IRQHandler()函数

复制代码
void` `DMA1_Channel1_IRQHandler(void)`
`{`
    `if` `(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)` `!= RESET)`
    `{`
        `DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);`
        `DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);`

        `printf("ADC1 Code Value = %d ,voltage value = %2.4f\n", DAM_ADC_Value[0]` `&` `0xFFFF,`
               `(float)VREF *` `(DAM_ADC_Value[0]` `&` `0xFFFF)` `/` `4095` `/` `1000);`
        `printf("ADC2 Code Value = %d ,voltage value = %2.4f\n",` `(DAM_ADC_Value[0]` `>>` `16)` `&` `0xFFFF,`
               `(float)VREF *` `((DAM_ADC_Value[0]` `>>` `16)` `&` `0xFFFF)` `/` `4095` `/` `1000);`
    `}`
`}`
`

中断处理:

当 DMA1 通道 1 的传输完成中断发生时,清除中断标志和标志位。

数据处理和输出:

从DAM_ADC_Value[0]中提取 ADC1 和 ADC2 的转换结果。ADC1 的结果存储在低 16 位,ADC2 的结果存储在高 16 位。

将提取的数字值转换为对应的电压值,并通过串口输出 ADC1 和 ADC2 的数字值和电压值。

10. SER_PutChar和fputc()函数

复制代码
//Retarget Printf`
`int` `SER_PutChar(int ch)`
`{`
    `while` `(!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC));`
    `USART_SendData(USART1,` `(uint8_t)ch);`

    `return ch;`
`}`

`int` `fputc(int c, FILE *f)`
`{`
    `if` `(c ==` `'\n')`
    `{`
        `SER_PutChar('\r');`
    `}`
    `return` `(SER_PutChar(c));`
`}`
`

**SER_PutChar()函数:**将一个字符发送到 USART1,并等待发送完成。

**fputc()函数:**重定向printf()函数的输出到 USART1。当输出换行符\n时,先发送回车符\r,以确保在终端上正确显示换行。

这段代码通过配置 ADC1 和 ADC2 在规则同步模式下同时对不同通道进行模拟信号采集,利用 DMA 将转换结果传输到内存,最后通过串口输出转换后的数字值和对应的电压值,实现了 ADC 双模式测试的功能。

5 .2 下载验证

6 ADC 模拟看门狗功能

6.1 代码解析

1. 头文件与全局声明

**w55mh32.h:**包含 STM32 外设寄存器定义(如 ADC1、USART1)。

**delay.h:**提供毫秒级延时函数:delay_ms()。

2. main()函数:初始化与主循环

复制代码
int` `main(void)` `{`
    `// 初始化`
    `delay_init();`          `// 延时初始化`
    `UART_Configuration();`  `// 串口配置(115200波特率)`
    `ADC_Configuration();`   `// ADC配置(含模拟看门狗)`

    `// 打印系统时钟`
    `printf("SYSCLK: %3.1fMhz...\n",` `(float)clocks.SYSCLK_Frequency /` `1000000);`

    `// 主循环:周期性触发ADC转换`
    `while` `(1)` `{`
        `ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);`  `// 启动软件触发转换`
        `delay_ms(200);`                           `// 延时200ms`
    `}`
`}`
`

3. ADC_Configuration:ADC 与模拟看门狗配置

复制代码
void` `ADC_Configuration(void)` `{`
    `// 使能时钟:ADC1、GPIOA`
    `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);`

    `// ADC时钟:PCLK2/8(假设PCLK2=72MHz → ADCCLK=9MHz)`
    `RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);`

    `// ADC初始化:独立模式,单通道,单次转换`
`    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;`
    `ADC_Init(ADC1,` `&ADC_InitStructure);`
    `ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);`  `// 使能ADC`

    `// 中断配置:ADC1_2_IRQn(模拟看门狗中断)`
    `NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);`

    `// 配置通道10:采样时间239.5周期`
    `ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10,` `1, ADC_SampleTime_239Cycles5);`

    `// 模拟看门狗配置:`
    `ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC1,` `2048,` `1024);`  `// 阈值:1024(下限)~2048(上限)`
    `ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10);`  `// 监控通道10`
    `ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC1, ADC_AnalogWatchdog_SingleRegEnable);`  `// 使能单通道看门狗`

    `// 校准ADC(必须步骤)`
    `ADC_ResetCalibration(ADC1);`
    `ADC_StartCalibration(ADC1);`
`}`
`

4. 中断处理函数:ADC1_2_IRQHandler()

复制代码
void` `ADC1_2_IRQHandler(void)` `{`
    `ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_AWD, DISABLE);`  `// 禁用中断,避免嵌套`

    `if` `(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_AWD))` `{`  `// 检测看门狗标志`
        `ADC_ClearFlag(ADC1, ADC_FLAG_AWD);`        `// 清除标志`
        `printf("ADC Awd is Happened. Code Value = %d \r\n", ADC1->DR);`  `// 输出ADC值`
    `}`

    `ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_AWD, ENABLE);`  `// 重新使能中断`
`}`
`

5. printf重定向:串口输出

该代码实现了W55MH32的 ADC 模拟看门狗功能,通过串口输出系统信息和电压越界报警。核心流程:配置 ADC 和串口 → 周期性触发 ADC 转换 → 监控电压阈值 → 中断响应。适用于需要实时监控模拟信号的场景(如电池电压监测、传感器输入保护)。

6.2 下载验证

7 ADC_VrefintTemper

7.1 代码解析

1. 全局定义与变量

复制代码
#define CONV_CHANNEL_NUM 2         // 转换通道数(2个内部通道)`
`#define VREF             (3300)    // 参考电压(3.3V,单位:mV)`
`uint8_t  ADC_CovChannel[2]` `=` `{ADC_Channel_16, ADC_Channel_17};` `// 通道16(温度)、17(VREFINT)`
`uint32_t DAM_ADC_Value[2];`  `// DMA存储数组(2个通道数据)`
`

2. main()函数:初始化与主循环

复制代码
int` `main(void)` `{`
    `delay_init();`          `// 延时初始化`
    `UART_Configuration();`  `// 串口配置(115200波特率)`
    `ADC_Configuration();`   `// ADC+DMA配置`

    `// 打印系统时钟`
    `printf("SYSCLK: %3.1fMhz...\n",` `(float)clocks.SYSCLK_Frequency /` `1000000);`

    `// 主循环:周期性触发ADC转换(软件触发)`
    `while` `(1)` `{`
        `ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);`  `// 启动转换`
        `delay_ms(1000);`                          `// 每秒触发一次`
    `}`
`}`
`

3. ADC_Configuration:ADC 初始化

复制代码
void` `ADC_Configuration(void)` `{`
    `// 使能ADC1、GPIOA时钟`
    `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);`

    `// ADC时钟:PCLK2/4(假设PCLK2=72MHz → ADCCLK=18MHz)`
    `RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);`

    `// ADC配置:独立模式、扫描模式(多通道)、单次转换`
`    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;`  `// 扫描模式(多通道)`
`    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = CONV_CHANNEL_NUM;` `// 2通道`
    `ADC_Init(ADC1,` `&ADC_InitStructure);`

    `// 配置通道16(温度)、17(VREFINT)`
    `for` `(i=0; i<CONV_CHANNEL_NUM; i++)` `{`
        `ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_CovChannel[i], i+1, ADC_SampleTIME[i]);`
    `}`

    `// 启用内部温度传感器和VREFINT`
    `ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);`

    `// 校准ADC(必须步骤)`
    `ADC_ResetCalibration(ADC1);`
    `ADC_StartCalibration(ADC1);`

    `// 启动DMA配置`
    `DMA_Configuration();`
`}`
`

4. DMA_Configuration():DMA 初始化

复制代码
void` `DMA_Configuration(void)` `{`
    `// 配置DMA1通道1:ADC_DR → DAM_ADC_Value数组`
`    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr =` `(uint32_t)&ADC1->DR;`  `// 外设地址(ADC数据寄存器)`
`    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr =` `(uint32_t)DAM_ADC_Value;`  `// 内存地址(存储数组)`
`    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;`  `// 外设到内存`
`    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = CONV_CHANNEL_NUM;`  `// 传输数据量(2个通道)`
`    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;`  `// 循环模式(连续传输)`
    `DMA_Init(DMA1_Channel1,` `&DMA_InitStructure);`
    `DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);`

    `// 使能ADC的DMA请求`
    `ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);`

    `// 配置DMA中断(传输完成触发)`
    `NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);`
    `DMA_ITConfig(DMA1_Channel1, DMA1_IT_TC1, ENABLE);`  `// 使能传输完成中断`
`}`
`

5. DMA 中断处理函数:DMA1_Channel1_IRQHandler()

复制代码
void` `DMA1_Channel1_IRQHandler(void)` `{`
    `if` `(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1))` `{`  `// 检测传输完成中断`
        `DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);`

        `// 计算并打印结果(单位:mV)`
        `printf("temperature AD: %d → %.4fV\n", DAM_ADC_Value[0],` 
               `(float)VREF * DAM_ADC_Value[0]` `/` `4095` `/` `1000);`
        `printf("VREFINT AD: %d → %.4fV\n", DAM_ADC_Value[1],` 
               `(float)VREF * DAM_ADC_Value[1]` `/` `4095` `/` `1000);`
    `}`
`}`
`

该代码利用 W55MH32 的内部 ADC 通道(温度传感器和 VREFINT),结合 DMA 实现高效数据采集,通过串口输出实时电压值。适用于需要监测内部传感器或校准 ADC 的场景(如工业控制、嵌入式系统诊断)。核心优势:DMA 减轻 CPU 负载、内部传感器免外部接线、循环模式连续采集。

7.2 下载验证

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