定时器输出PWM信号同步控制传感器开关与 ADC 采样

设计目标:

使用同一个定时器,同时控制两个车辆检测传感器的开关,并精确触发 ADC 采样。

整体时序要求如下:

  • 系统以 10 ms 为一个检测周期;
  • 每个检测周期内,仅在 前 100 µs 打开传感器;
  • 在传感器打开时段触发 ADC 完成一次采样;

所有CubeMX配置以及代码示例均基于STM32G0系列MCU。

STM32CubeMX 配置

定时器配置

1. 定时器模式配置:

  • Channel 2:PWM输出,控制车辆检测传感器 1
  • Channel 3:PWM输出,控制车辆检测传感器 2
  • Channel 4:PWM 模式(无输出引脚),不输出信号到引脚,仅用于触发ADC转换

2. 定时器计数配置:

  • Prescaler:3(将 16 MHz 定时器输入时钟分频为 4 MHz, 一个脉冲对应0.25 µs的时间)

  • Counter Mode: Up (递增计数)

  • Counter Period(ARR):39999(对应周期计算)

    复制代码
    (39999 + 1) × 0.25 µs = 10 ms

3. 定时器通道配置

  • PWM Generation Channel 2: Pulse=400(对应100us的高电平时间,传感器1使能)
  • PWM Generation Channel 3: Pulse=400(对应100us的高电平时间,传感器2使能)
  • PWM Generation Channel 4: Pulse=100(对应25us的高电平时间,ADC 配置为 在 CH4 的下降沿触发转换)

三个通道的输出波形如下图所示:

  • CH2 / CH3:在周期开始后立即启动传感器,100 µs 后关闭
  • ADC 配置为 在 CH4 的下降沿触发转换,这样可以确保 ADC 采样发生在传感器已经稳定开启之后

ADC配置

1. ADC触发源配置:

  • Scan Conversion Mode:Enable(顺序采样两个通道)
  • Continuous Conversion Mode:Disable(外部触发一次,仅采样转换一次序列)
  • DMA Continous Request:Enable(表示每次完成一个通道数据的转换都发起DMA请求)
  • Number Of Conversion: 2(对应两个传感器通道)
  • External Trigger Conversion Source: Timer 1 Capture Compare 4 event
  • External Trigger Conversion Edge: Trigger detection on the falling edge(在下降沿触发)

2. ADC配置DMA搬运数据

  • Direction: Peripheral To Memory
  • Mode: Circular(DMA 写满数组后自动回到起始地址)
  • Data Width: Half Word(ADC 为 12bit 精度,使用 16bit 数据宽度即可)

启动定时器与DMA

生成代码后,在初始化完成后添加如下代码:

复制代码
  HAL_TIM_Base_Start(&htim1); // 启动定时器
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_2); // 启动通道2的PWM输出,控制传感器1开关
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_3); // 启动通道3的PWM输出,控制传感器2开关
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_4); // 启动通道4的PWM输出,驱动ADC采样
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, adc_values,   sizeof(adc_values)/sizeof(uint16_t)); // 启动ADC

ADC 结果缓冲区定义如下:

复制代码
static uint16_t adc_values[2]; // 数组大小为2,分别对应两个传感器采样结果

当 DMA 完成一次传输后,会触发 ADC 转换完成回调函数。此时,两个 ADC 通道的采样与转换均已完成,数据已全部搬运到内存缓冲区。

复制代码
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
	if(hadc == &hadc1)
	{
		adc_value_flag = 1;
	}
}

主循环处理逻辑

复制代码
while(!adc_value_flag)
{
    __WFI(); // 低功耗等待中断
}

adc_value_flag = 0;


bool vehicle_detected = (adc_values[0] < VEHICLE_ADC_THRESHOLD || adc_values[1] < VEHICLE_ADC_THRESHOLD);
相关推荐
骑着毛驴数星星2 小时前
STM32 CAN波特率与采样点计算,基于HAL库
stm32·单片机·嵌入式硬件
新晨单片机设计5 小时前
S023A-基于STM32单片机智能插座【Proteus仿真+Keil程序+原理图】
stm32·单片机·proteus·单片机智能插座
qq_401700416 小时前
STM32 GPIO 精讲|推挽 / 开漏 / 上拉浮空,工程选型避坑
stm32·单片机·嵌入式硬件
创界工坊工作室6 小时前
19-基于单片机的宠物喂养控制系统设计
stm32·单片机·嵌入式硬件·proteus·宠物
..Dauntless..11 小时前
【stm32】I2C(二)——Master和Slave之间的协议
stm32·单片机·嵌入式硬件
硅基手札11 小时前
【串口技术系列文档 04】UART协议深度解析
驱动开发·stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu·计算机外设
Zw-awa12 小时前
陀螺小车传奇之00011000
c语言·stm32
Zhang.Yi12 小时前
STM32-BKP和RTC
stm32·嵌入式硬件·实时音视频
意法半导体STM3213 小时前
【官方原创】LAT1724 STM32CubeIDE for VSCode 修改链接文件中的起始地址无效?
vscode·stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu·stm32cube
Zw-awa1 天前
八路循迹模块的 DO:先让小车沿着线跑起来
stm32