STM32使用HAL库的ADC多通道数据采集（DMA+非DMA方式）+ 读取内部传感器温度

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-11-29 11:57 293阅读 0赞

# STM32使用HAL库的ADC多通道数据采集（DMA+非DMA方式）+ 读取内部传感器温度 #

**ADC模式介绍：**

*  **扫描模式：** 使用STM32CUBEMX配置了多通道后，这一项默认开启且无法设置成关闭。这个模式就是自动扫描你开启的所有通道进行转换，直至转换完，例如你开启了CH0、CH1、CH2、CH3这四个通道，启动转换后ADC会自动将这4个通道全部转换完，但是这种连续性是可以被打断的，所以就引出了间断模式。
 *  **连续模式：** 在CUBE中选中ENABLE就是连续模式，DISABLE就是单次模式。这个模式顾名思义，还是以CH0、CH1、CH2、CH3这四个通道为例，如果开启了连续模式那么就是一直在扫描多通道进行采集，也就是采集完这4个通道后又重新开始采集，不会停止；如果关闭了连续模式，多通道扫描4个通道各采集一次后就停止采集了不会从头再来。
 *  **间断模式：** 可以将多个通道进行**自动分组**，例如你开启了CH0~3这4个通道，假如你设置了间断次数为4，就相当于将4个通道分成了4组，每组1个通道，那么要想采集完这4个通道就需要手动触发4次ADC采集；如果设置了间断次数为2，那么采集完4个通道就需要手动触发2次ADC采集。

--------------------

## 案例一：轮训方式多通道采集 ##

### 方式一：自用ADC的间断和扫描模式 ###

**我开启了通道0、1、2以及内部温度读取通道一共四个通道：**  
![在这里插入图片描述][20200820144708671.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][20200820144717271.png_pic_center]  
如果想使用轮训方式并且不使用DMA的多通道采集，那么就要配置为 **【单次模式+间断模式】**，并且将Number Of Discontinuous Conversions为1，也就是每个通道分成了一个组，配置如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

**由于我这里设置间断数为1，也就是将4个通道分成了4组，那么我每次采集的时候都需要手动去触发ADC采集，也就是调用一次HAL\_ADC\_Start函数，完整代码如下：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**我将通道0分别接到3.3V和GND上，4通道采集运行效果如下：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

## 方式二：完全轮训 ##

完全使用轮训的方式不能使用**扫描模式**，但是使用STM32CUBEMX配置多通道扫描模式不无法被关闭的，所以我们先用STM32CUBEMX配置成一个通道：  
![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAeS16aGVuZw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

然后读取ADC采集数值的函数是这样：

uint16_t ADC_Read(uint32_t Channel)
    { 
    	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = { 0};
    	sConfig.Channel = Channel;                                         /* 通道 */
    	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;                              
    	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;                  /* 采样时间 */
    	if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)             
    	{ 
    		Error_Handler();
    	}
    	HAL_ADC_Start(&hadc1);
    	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
    	return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    }
    
    /* uint16_t ADC_Value[5]; ADC_Value[0] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_1); // 采集并读取通道1 ADC_Value[1] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_4); ADC_Value[2] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_5); ADC_Value[3] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_6); ADC_Value[4] = ADC_Read(ADC_CHANNEL_7); */

--------------------

## 案例二：DMA实现多通道采集 ##

通过DMA实现多通道数据采集，要将连续模式和间断模式关闭；如果连续模式开启，那么通过DMA传输到的数组中，每个通道所采集到的值对应数组中的一个位置就是不固定的，例如你开启了IN0~IN3这四个通道，ADC\_Value这是个大小为4的u16类型数组，你在第一次采集的时候IN0的数值通过DMA被放在ADC\_Value\[0\]，第二次采集的时候IN0采集到的数值就被放到了ADC\_Value\[1\]，这样的话就极不方便我们对每个通道的数据进行分析和提取。

**配置如下如：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
**开启ADC中断：**  
![在这里插入图片描述][20200820152219329.png_pic_center]  
**开启DMA：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

**代码如下：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

**4个通道采集运行效果如下：**  
![在这里插入图片描述][20200820152427227.png_pic_center]

--------------------

## 补充：内部温度传感器ADC通道 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70][]  
上面图片是截取在STM32F103RC的datasheet中的，中文意思就是：温度传感器必须产生随温度线性变化的电压。转换范围在2v < VDDA < 3.6 V之间。温度传感器内部连接ADC1\_IN16输入通道，用于将传感器输出电压转换为数字值。

内部温度计算公式：

【Temperature = \{(V25 - VSENSE) / Avg\_Slope\} + 25】

字段说明：

*  **V25：** 最小1.34V，最大1.52V，典型值1.43V
 *  **Avg\_Slope：** 最小4.0，最大4.6，典型值4.3mv/℃
 *  **VSENSE：** ADC采集到的电压  
    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

ADC值转电压值计算公式：【电压 = ADC采集到的值 \* 3.3 / 4096】

看上图我采集到的值为1703，先转换为电压值：1703\*3.3/4096≈1.37

转换为温度：（1.43 - 1.37）/ 4.3 + 25 ≈ 25.01℃

2021年8月24号修正：上面这个计算有误，应该是：**（1.43 - 1.37）/ 0.0043 + 25 ≈ 38.95℃**

感谢评论区 **@Li\_Gao** 的提醒~！

--------------------

ends…

[20200820144708671.png_pic_center]: /images/20221124/e6b550ab079240a2b93121536ff778fa.png
[20200820144717271.png_pic_center]: /images/20221124/26153928e976413ebcdff02227459fcb.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221124/1e739175d3074890b3c6c6863754fd4e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221124/cf253a83e8fc4f73b3e0dc853899142e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221124/47c4494b46424098a16f9ed27bb87318.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAeS16aGVuZw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20221124/886ca523cf554b269e3f81e48f13e51f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221124/d3ffcc249b5c454190389f7414c33256.png
[20200820152219329.png_pic_center]: /images/20221124/5ad38dbf5ef0497798fe80799356e938.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221124/5dc3e7d27c2946f7bc426c7fda4680c6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221124/1da31ae1b6c04762946b059a69f1d774.png
[20200820152427227.png_pic_center]: /images/20221124/5153bf67696540c882d9550a3013bba9.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221124/a309cf3081ab48debbc57177e278169d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTUzNDcxNTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221124/24b5c5fb6138498e9f365ddd4252dd98.png