028 - STM32學(xué)習(xí)筆記 - 結(jié)構(gòu)體學(xué)習(xí)（二）

上節(jié)對ADC基礎(chǔ)知識進(jìn)行了學(xué)習(xí)，這節(jié)在了解一下ADC相關(guān)的結(jié)構(gòu)體。

一、ADC初始化結(jié)構(gòu)體

在標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中基本上對于外設(shè)都有一個初始化結(jié)構(gòu)體xx_InitTypeDef（其中xx為外設(shè)名，例如之前使用過的GPIO_InitTypeDef），結(jié)構(gòu)體成員用來設(shè)置外設(shè)的工作模式，通過標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)xx_Init()調(diào)用將這些設(shè)定的參數(shù)送入外攝對應(yīng)的寄存器。

對于ADC來說也是這樣的操作，先看一下ADC_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體的定義：

ADC_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體

typedef struct {uint32_t ADC_Resolution; 					//設(shè)置ADC分辨率選擇FunctionalState ADC_ScanConvMode; 			 //設(shè)置ADC掃描選擇FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; 	 //設(shè)置ADC連續(xù)轉(zhuǎn)換模式選擇uint32_t ADC_ExternalTrigConvEdge; 			//設(shè)置ADC外部觸發(fā)極性uint32_t ADC_ExternalTrigConv; 			    //設(shè)置ADC外部觸發(fā)選擇uint32_t ADC_DataAlign; 				   //設(shè)置輸出數(shù)據(jù)對齊方式uint8_t ADC_NbrOfChannel; 				   //設(shè)置轉(zhuǎn)換通道數(shù)目
} ADC_InitTypeDef;

ADC_Resolution：用于配置ADC的分辨率，可選的分辨率有12 位、10 位、8 位和 6 位。分辨率越高， AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)精度越高，轉(zhuǎn)換時間也越長；分辨率越低，AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)精度越低，轉(zhuǎn)換時間也越短。

ADC_Resolution_12b				//12位精度
ADC_Resolution_10b				//10位精度
ADC_Resolution_8b				//8位精度c
ADC_Resolution_6b				//6位精度

ADC_ScanConvMode：該成員主要用于配置ADC是否使用掃描，可選參數(shù)為ENABLE和DISABLE，如果只用到一個通道，配置為DISABLE，如果時多個通道，則選擇ENABLE。

ADC_ContinuousConvMode：用于配置啟動自動連續(xù)轉(zhuǎn)換還是單次轉(zhuǎn)換，可選參數(shù)為ENABLE（連續(xù)轉(zhuǎn)換）和DISABLE（單次轉(zhuǎn)換）。如果選擇為單次轉(zhuǎn)換，那么每次轉(zhuǎn)換完成后，都需要手動控制才能重新啟動轉(zhuǎn)換。

ADC_ExternalTrigConvEdge：設(shè)置外部觸發(fā)極性，如果使用外部觸發(fā)，可選有：

ADC_ExternalTrigConvEdge_None				//禁止觸發(fā)檢測
ADC_ExternalTrigConvEdge_Rising				//上升沿觸發(fā)檢測
ADC_ExternalTrigConvEdge_Falling			//下降沿觸發(fā)檢測
ADC_ExternalTrigConvEdge_RisingFalling		//上升下降沿均檢測

ADC_ExternalTrigConv：外部觸發(fā)模式選擇，可選的觸發(fā)條件如下圖-4，常用的一般使用軟件自動觸發(fā)：

ADC_DataAlign：設(shè)置轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)對其模式，可選有右對齊ADC_DataAlign_Right或者左對齊ADC_DataAlign_Left，這里我們選擇右對齊。

ADC_NbrOfChannel：設(shè)置AD轉(zhuǎn)換通道數(shù)目。

ADC_CommonInitTypeDef結(jié)構(gòu)體

除了ADC_InitTypeDef初始化結(jié)構(gòu)體外，還有ADC_CommonInitTypeDef通用初始化結(jié)構(gòu)，ADC_CommonInitTypeDef結(jié)構(gòu)體內(nèi)容決定了三個ADC共用的工作環(huán)境。

typedef struct{uint32_t ADC_Mode; 						//ADC模式選擇uint32_t ADC_Prescaler; 					//ADC分頻系數(shù)uint32_t ADC_DMAAccessMode;				//DMA模式配置uint32_t ADC_TwoSamplingDelay;			//采樣延遲
}ADC_CommonInitTypeDef;

ADC_Mode：ADC工作模式選擇在前面有學(xué)習(xí)過，有獨立模式、雙重模式以及三重模式；

ADC_Prescaler：ADC時鐘分頻系數(shù)選擇，ADC時鐘是由PCLK2分頻而來，分頻系數(shù)決定ADC時鐘頻率，可選的分頻系數(shù)位2、4、6和8，在之前也學(xué)習(xí)過ADC的最大時鐘配置為36MHz。

ADC_DMAAccessMode：DMA模式設(shè)置，在雙重或者三重模式下才需要設(shè)置，可以設(shè)置三種模式，分別為：

ADC_DMAAccessMode_Disabled				//獨立模式下選擇
ADC_DMAAccessMode_1					    //模式1
ADC_DMAAccessMode_2					    //模式2
ADC_DMAAccessMode_3					    //模式3

ADC_TwoSamplingDelay：2個采樣階段之前的延遲，僅適用于雙重或三重交錯模式。

二、獨立模式單通道采集實驗

在F429實驗板上，提供了一個板載貼片滑動變阻器，供我們調(diào)試ADC時使用，原理圖如下：

滑動變阻器動觸點連接到STM32的ADC通道引腳（GPIOC_3），固定觸點一邊接0V，一邊接3.3V，因此旋轉(zhuǎn)滑動變阻器調(diào)節(jié)旋鈕時，動觸點的電壓會在0~3.3V之間變化。

根據(jù)以上電路設(shè)計，設(shè)計個模擬量采集程序，具體需要實現(xiàn)如下步驟：

1. 初始化配置ADC目標(biāo)引腳為模擬輸入模式；
2. 使能ADC時鐘（再次強調(diào)，使用外設(shè)一定要先開啟時鐘！！！）；
3. 配置通用ADC為獨立模式，采樣4分頻；
4. 設(shè)置目標(biāo)ADC為12位分辨率，1通道的連續(xù)轉(zhuǎn)換，不需要外部觸發(fā)；
5. 設(shè)置ADC轉(zhuǎn)換通道順序及采樣時間；
6. 配置使能ADC轉(zhuǎn)換完成中斷，在中斷內(nèi)讀取轉(zhuǎn)換完數(shù)據(jù)；
7. 啟動ADC轉(zhuǎn)換；
8. 使能軟件觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換。

這里需要注意，沒用使用到DMA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而是使用中斷方式進(jìn)行讀取。

bsp_adc.h

#ifndef __BSP_ADC_H_
#define __BSP_ADC_H_#include "stm32f4xx.h"#define R_ADC_IRQ               ADC_IRQn
#define R_ADC_INT_FUNCTION      ADC_IRQHandler
#define R_ADC_GPIO_PORT         GPIOC
#define R_ADC_GPIO_PIN          GPIO_Pin_3
#define R_ADC_GPIO_CLK          RCC_AHB1Periph_GPIOC#define R_ADC                   ADC1
#define R_ADC_CLK               RCC_APB2Periph_ADC1
#define R_ADC_CHANNEL           ADC_Channel_13void R_ADC_Init(void);
#endif

bsp_adc.c

#include "bsp_adc.h"/** @brief  初始化ADC GPIO引腳* @parm   無* @retval 無*/
static void R_ADC_GPIO_Config(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(R_ADC_GPIO_CLK,ENABLE);          //開啟ADC外設(shè)引腳時鐘GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = R_ADC_GPIO_PIN;           //配置引腳位3引腳GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;           //配置引腳為模擬輸入GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;        //配置為無上下拉GPIO_Init(R_ADC_GPIO_PORT,&GPIO_InitStructure);         //初始化引腳
}/** @brief  配置ADC引腳工作模式* @parm   無* @retval 無*/
static void R_ADC_Mode_Config(void)
{ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(R_ADC_CLK,ENABLE);//-----------------ADC Common結(jié)構(gòu)體參數(shù)初始化--------------//ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;        //設(shè)置模式為獨立模式ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;     //設(shè)置為4分頻ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;     //禁止DMA直接訪問模式ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_10Cycles;       //設(shè)置采樣間隔周期為10個周期ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);//-----------------ADC Init結(jié)構(gòu)體參數(shù)初始化--------------//ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;      //設(shè)置ADC采樣分辨率為12位ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;               //多通道下才會用到掃描模式，這里直接禁止ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;          //設(shè)置為連續(xù)轉(zhuǎn)換ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;     //禁用外部邊沿觸發(fā)ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;      //設(shè)置為右對齊ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;                  //轉(zhuǎn)換通道只有1個ADC_Init(R_ADC,&ADC_InitStructure);ADC_RegularChannelConfig(R_ADC,R_ADC_CHANNEL,1,ADC_SampleTime_56Cycles);   //配置ADC通道轉(zhuǎn)換順序為1，第一個轉(zhuǎn)換，才壓根時間為56個時鐘周期ADC_ITConfig(R_ADC,ADC_IT_EOC,ENABLE);      //ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)程序中讀取轉(zhuǎn)換數(shù)值ADC_Cmd(R_ADC,ENABLE);                  //使能ADCADC_SoftwareStartConv(R_ADC);           //開始ADC轉(zhuǎn)換，由軟件觸發(fā)
}static void R_ADC_NVIC_Config(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);				//設(shè)置中斷向量組為1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = R_ADC_IRQ;				//配置中斷通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;	 //設(shè)置主優(yōu)先級為1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//設(shè)置此優(yōu)先級為1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);							   //初始化中斷
}
void R_ADC_Init(void)
{R_ADC_GPIO_Config();R_ADC_Mode_Config();R_ADC_NVIC_Config();
}

main.c

#include "stm32f4xx.h"
#include "bsp_usart_dma.h"
#include "bsp_systick.h"
#include "bsp_adc.h"
#include <stdio.h>
__IO uint16_t ADC_Value;
float ADC_Vol = 0;
int main(void)
{DEBUG_USART1_Config();R_ADC_Init();SysTick_Init();printf("\r\n---------------ADC實驗（中斷模式）----------------\r\n");while(1){Delay_ms(1000);printf("\r\n ADC數(shù)據(jù)（未轉(zhuǎn)換） = 0x%04X \r\n",ADC_Value);ADC_Vol =(float)(ADC_Value*3.3/4096); // 讀取轉(zhuǎn)換的 AD 值 printf("\r\n ADC數(shù)據(jù)（已轉(zhuǎn)換） = %.2f V \r\n",ADC_Vol);}
}

stm32f4xx_it.c

//此處記得在頭文件中聲明函數(shù)
extern __IO uint16_t ADC_ConvertedValue;
void ADC_IRQHandler(void)
{if (ADC_GetITStatus(R_ADC,ADC_IT_EOC)==SET)			//獲取ADC中斷狀態(tài){ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(R_ADC);			// 等待轉(zhuǎn)換完成后，讀取ADC的轉(zhuǎn)換值}ADC_ClearITPendingBit(R_ADC,ADC_IT_EOC);				//清除狀態(tài)寄存器
}

輸出結(jié)果如下，調(diào)整電位器會發(fā)現(xiàn)數(shù)值在0V~3.3V之間變化。

單通道相對比較簡單，這里先了解一下，后面在學(xué)習(xí)一下多通道并且啟用DMA傳輸模式。