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);