1、準備材料

開發板（正點原子stm32f407探索者開發板V2.4）

STM32CubeMX軟件（Version 6.10.0）

keil μVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驅動

野火DAP仿真器

XCOM V2.6串口助手

3個滑動變阻器

2、實驗目標

使用STM32CubeMX軟件配置STM32F407開發板的ADC實現多重ADC采集，具體為使用ADC1_IN5、ADC2_IN6實現二重ADC采集，使用ADC1_IN5、ADC2_IN6和ADC3_IN5實現三重ADC采集

3、二重ADC轉換

3.0、前提知識

STM32F407的三個ADC可以組合實現多重ADC采集，當僅僅開啟一個ADC時，該ADC只能工作在獨立模式；當同時啟動ADC1和ADC2，則以ADC1為主器件，ADC2為從器件可以工作在雙重ADC采集模式下；當同時啟動ADC1/2/3，則以ADC1為主器件，ADC2/3為從器件可以工作在三重ADC采集模式下；

在多重 ADC 模式下可實現以下6種模式

1. 二/三重注入同時模式 + 規則同時模式
2. 二/三重規則同時模式 + 交替觸發模式
3. 二/三重注入同時模式
4. 二/三重規則同時模式
5. 二/三重交替模式
6. 二/三重交替觸發模式

本實驗我們只介紹二/三重規則同時模式，如下圖所示為CubeMX配置中可選的所有模式

工作在多重ADC模式下的DMA請求擁有三種DMA模式，這里只介紹DMA access mode 1/2，不會涉及DMA access mode 3

二重規則同時模式ADC采集時只能選擇DMA access mode 2，三重規則同時模式ADC采集時只能選擇DMA access mode 1

下面請讀者重點理解采集完成的數據是如何通過DMA存入用戶定義好的數組中的！

當ADC工作在二重規則同時模式下，此時DMA模式為DMA access mode 2，在ADC1或ADC2轉換事件結束時，會生成一個32位DMA傳輸請求，此請求會將存儲在 ADC_CDR 32 位寄存器高位半字中的 ADC2 轉換數據傳輸到SRAM，然后將存儲在ADC_CCR低位半字中的ADC1轉換數據傳輸到 SRAM，也就是說我們只需定義一個包含一個元素的uint32_t DataBuffer[1]數組，以DMA方式啟動ADC轉換后，只需每次從高16位讀取ADC2采集的數據，從低16位讀取ADC1采集的數據即可

當ADC工作在三重規則同時模式下，此時DMA模式為DMA access mode 1，在ADC1、ADC2或ADC3轉換事件結束時，會生成三個32位DMA傳輸請求，之后會發生三次從 ADC_CDR 32 位寄存器到SRAM的傳輸：首先傳輸 ADC1 轉換數據，然后是 ADC2 轉換數據，最后是 ADC3 轉換數據，也就是說我們需定義一個包含三個元素的uint32_t DataBuffer[3]數組，其中第一個元素DataBuffer[0]表示ADC1采集的數據，第二個元素DataBuffer[1]表示ADC2采集的數據，第三個元素DataBuffer[2]表示ADC3采集的數據

上述描述如下圖所示 （注釋1）

如下圖所示為多重ADC框圖，當工作在二重ADC時不存在ADC3，ADC1/2/3三個ADC只有ADC1為主ADC，當以多重ADC工作時，只需要配置主ADC的DMA傳輸，從ADC無需設置，在啟動多重ADC采集時也只能以DMA方式啟動主ADC，從ADC以普通方式啟動即可，不能將從ADC也以DMA方式啟動，多重ADC采集的數據均會存入32位的通用規則數據寄存器中

3.1、CubeMX相關配置

3.1.0、工程基本配置

打開STM32CubeMX軟件，單擊ACCESS TO MCU SELECTOR選擇開發板MCU（選擇你使用開發板的主控MCU型號），選中MCU型號后單擊頁面右上角Start Project開始工程，具體如下圖所示

開始工程之后在配置主頁面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具體如下圖所示

詳細工程建立內容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1、時鐘樹配置

系統時鐘使用8MHz外部高速時鐘HSE，HCLK、PCLK1和PCLK2均設置為STM32F407能達到的最高時鐘頻率，具體如下圖所示

3.1.2、外設參數配置

本實驗需要需要初始化USART1作為輸出信息渠道，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程9 USART/UART 異步通信”

設置TIM3通用定時器溢出時間100ms，外部觸發事件選擇更新事件，參數詳解請閱讀“STM32CubeMX教程6 TIM 通用定時器 - 生成PWM波”實驗，具體配置如下圖所示

在Pinout ＆ Configuration頁面左邊功能分類欄目Analog中單擊其中ADC1，勾選IN5通道

Mode （ADC模式）：修改為Dual regular simultaneous mode only（需要啟用ADC2通道才可以選擇二重ADC采集模式）

DMA Access Mode （DMA模式）：選擇DMA access mode 2

DMA Continuous Requests （DMA連續轉化請求）：使能（需要先增加DMA請求才可以使能）

其他參數與“STM32CubeMX教程13 ADC - 單通道轉換”實驗均保持一致，具體配置如下圖所示

單擊Configuration中的DMA Settings選項卡對ADC1的DMA請求進行設置，所有配置均與“STM32CubeMX教程14 ADC - 多通道DMA轉換”實驗保持一致，具體配置如下圖所示

在Pinout ＆ Configuration頁面左邊功能分類欄目Analog中單擊其中ADC2，勾選IN6通道，注意除 Rank 和 DMA Continuous Requests 參數外所有參數配置必須與ADC1保持一致，否則ADC采集將出現錯誤，具體配置如下圖所示

3.1.3、外設中斷配置

在Pinout & Configuration頁面左邊System Core/NVIC中勾選DMA2 Stream0 全局中斷，然后選擇合適的中斷優先級即可，具體配置如下圖所示

3.2、生成代碼

3.2.0、配置Project Manager頁面

單擊進入Project Manager頁面，在左邊Project分欄中修改工程名稱、工程目錄和工具鏈，然后在Code Generator中勾選“Gnerate peripheral initialization as a pair of 'c/h' files per peripheral”，最后單擊頁面右上角GENERATE CODE生成工程，具體如下圖所示

詳細Project Manager配置內容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”實驗3.4.3小節

3.2.1、外設初始化調用流程

請閱讀“STM32CubeMX教程14 ADC - 多通道DMA轉換”實驗“3.2.1、外設初始化調用流程”小節

3.2.2、外設中斷調用流程

請閱讀“STM32CubeMX教程14 ADC - 多通道DMA轉換”實驗“3.2.2、外設中斷調用流程”小節

3.2.3、添加其他必要代碼

在adc.c中重新實現ADC轉換完成回調函數HAL_ADC_ConvCpltCallback()，具體代碼如下所示

源代碼如下

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    /*定時器中斷啟動DMA二重ADC轉換*/
    uint32_t Volt1,Volt2;
    uint32_t adcValue=DataBuffer[0];	

    /*從低16位取出ADC1采集數據*/
    uint32_t ADC1_val=adcValue & 0x0000FFFF;	
    Volt1=3300*ADC1_val;	
    Volt1=Volt1>>12;		
    
    /*從高16位取出ADC2采集數據*/
    uint32_t ADC2_val=adcValue & 0xFFFF0000;
    ADC2_val= ADC2_val>>16;
    Volt2=3300*ADC2_val;
    Volt2=Volt2>>12;		
    
    printf("Volt1:%d, Volt2:%d\r\n",Volt1,Volt2);
}

在主函數main中啟動二重ADC轉化，一些全局變量定義及啟動源代碼如下

/*main.c全局變量定義*/
uint32_t DataBuffer[BATCH_DATA_LEN];

/*main.h變量聲明*/
#define BATCH_DATA_LEN 1
extern uint32_t DataBuffer[BATCH_DATA_LEN];

/*ADC啟動代碼*/
HAL_ADC_Start(&hadc2);
HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1,DataBuffer,BATCH_DATA_LEN);
HAL_TIM_Base_Start(&htim3);

為什么二重ADC轉化下DMA要將數據傳輸到uint32 DataBuffer[1]？

二重ADC轉化下DMA模式為DMA access mode 2，在該模式下ADC1轉換完成的數據會傳輸到32位的 DataBuffer[0] 的低16位，而ADC2轉換完成的數據會傳輸到32位的 DataBuffer[0] 的高16位

4、常用函數

/*多重ADC以DMA方式啟動*/
HAL_StatusTypeDef HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t *pData, uint32_t Length)

5、燒錄驗證

燒錄程序，單片機上電之后，串口不斷的輸出ADC1_IN5、ADC2_IN6的采集值轉化為的電壓值，筆者將兩個滑動變阻器按照ADC1_IN5、ADC2_IN6的順序，分別從一端緩慢擰到另一端，可以從串口輸出的數據看到，三個通道采集到的電壓值從最小值0慢慢變到最大3300

6、三重ADC轉換

6.1、CubeMX相關配置

在Pinout ＆ Configuration頁面左邊功能分類欄目Analog中單擊其中ADC3，勾選IN5通道，所有參數與二重ADC轉換ADC2參數一致，在配置ADC1為三重ADC規則通道采集時ADC3的觸發源參數會消失，因此無需理會，具體ADC3參數配置如下圖所示

在Pinout ＆ Configuration頁面左邊功能分類欄目Analog中單擊其中ADC1，將其模式修改為Triple regular simultaneous mode only，DMA模式修改為DMA access mode 1

ADC1的其他參數與二重ADC轉換時的參數一致，ADC2的配置、ADC1 DMA的配置和NVIC的設置均與二重ADC采集一致，具體ADC1參數配置如下圖所示

6.2、添加其他必要代碼

/*main.c全局變量定義*/
uint32_t DataBuffer[BATCH_DATA_LEN];

/*main.h變量聲明*/
#define BATCH_DATA_LEN 3
extern uint32_t DataBuffer[BATCH_DATA_LEN];

/*主函數中ADC啟動代碼*/
HAL_ADC_Start(&hadc2);
HAL_ADC_Start(&hadc3);
HAL_ADCEx_MultiModeStart_DMA(&hadc1,DataBuffer,BATCH_DATA_LEN);
HAL_TIM_Base_Start(&htim3);

/*adc.c中重新實現轉換完成中斷回調*/
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    /*定時器中斷啟動DMA三重ADC轉換*/
    uint32_t val=0,Volt=0;
    for(uint8_t i=0;i<BATCH_DATA_LEN;i++)
    {
        val=DataBuffer[i];
        Volt=(3300*val)>>12;
        printf("ADC%d, val:%d, Volt:%d\r\n",i,val,Volt);
    }
    printf("\r\n");
}

為什么三重ADC轉化下DMA要將數據傳輸到uint32 DataBuffer[3]？

二重ADC轉化下DMA模式為DMA access mode 1，在該模式下ADC1轉換完成的數據會傳輸到32位的 DataBuffer[0]，ADC2轉換完成的數據會傳輸到32位的 DataBuffer[1]，ADC3轉換完成的數據會傳輸到32位的 DataBuffer[2]

6.3、實驗現象

燒錄程序，單片機上電之后，串口不斷的輸出ADC1_IN5、ADC2_IN6和ADC3_IN5的采集值，筆者將三個滑動變阻器按照ADC1_IN5、ADC2_IN6和ADC3_IN5的順序，分別從一端緩慢擰到另一端，可以從串口輸出的數據看到，三個通道采集到的ADC數據從最小值0慢慢變到最大4095

7、注釋詳解

注釋1：圖片來源STM32F4xx中文參考手冊

8、參考資料

主要參考STM32Cube高效開發教程（基礎篇）320頁14.6小節實驗

筆者認為該章節提到一個BUG其實是錯誤的，從ADC不應該以DMA方式啟動，也無需在STM32CubeMX生成的工程代碼中手動修改DMAContinuousRequests為ENABLE

更多內容請瀏覽 STM32CubeMX+STM32F4系列教程文章匯總貼

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32CubeMX教程15 ADC - 多重ADC转换的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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