【STM32】定时器TIM触发ADC采样，DMA搬运到内存（超详细讲解）
程序员文章站
2024-02-24 23:28:46
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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。