STM32f103的數電采集電路的雙ADC的設計與使用

STM32F103C8T6擁有3個ADC，其獨立使用已經在本文的3.1.3里面有詳細的介紹，這里主要是介紹雙ADC的同時使用，即STM32的同步規則模式使用。在此模式在規則通道組上執行時，外部觸發來自ADC1的規則組多路開關(由ADC1_CR2寄存器的EXTSEL[2:0]選擇)，它同時給ADC2提供同步觸發。此功能必須使用DMA通道。同時兩組數據是公用一個寄存器，ADC1數據在低16位，ADC2數據在高16位。由於保證數據穩定，在雙ADC同步規則模式的情況下，還添加了多通道同時采樣。

ADC1和ADC2，工作方式采用了同步規則模式，使得兩個ADC可以同時對不同的AD輸入進行采集和數據存儲和傳輸，而且相互不影響，也可以確保采樣時間的減少，同時兩個ADC都是使用4通路同時采集，確保了數據的穩定性。

多功能采集顯示平台使用的芯片是STM32F103ZET6，片上資源提供了ADC123共3路ADC模塊，為了布線方便以及使用的習慣，多功能采集顯示平台采用了ADC1的Chanel 4~7，占用IO口PA 4~7，以及ADC2的Chanel 10~13，占用IO口PC 0~3。

使用時有幾點需要注意的：

1．選擇正確的模式：ADC_Mode_RegSimult，即DUALMOD[3:0] = 0110，ADC2在雙模式中，這些位為保留位

2．開啟ADC的DMA，在雙ADC模式里，為了在主數據寄存器上讀取從轉換數據，必須使能DMA位，即使不使用DMA傳輸規則通道數據。只有ADC1和ADC3能產生DMA請求。所以只需設置ADC1的DMA：ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

3．ADC2的轉換數據存在ADC1_DR的高半字；

4．不要在2個ADC上轉換相同的通道(兩個ADC在同一個通道上的采樣時間不能重疊)。

5．ADC2的CR2寄存器的第20位——EXTTRIG：規則通道的外部觸發轉換模式必須開啟（軟件啟動的時候也要），這樣才能利用到ADC1的觸發信號。不然的話，需要手動再軟啟動一次ADC2，例如ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC2, ENABLE);

但是，假如你設置了這個位之后，就不需要手動軟啟動ADC2了，所以考慮到同步，這樣比較好。用ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC2, ENABLE);為什么可以，一方面它 也設置了EXTTRIG位，另一方面也設置了SWSTART。但我覺得先用ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2, ENABLE);的話，一會只要ADC1一啟動，兩者就同 時啟動了，這樣更正確一點。

以下是ADC1配置代碼和使能代碼：

//初始化ADC1
//這里采用多通道連續采樣，並用DMA1的通道傳送
//我們默認將開啟通道4~7
//相應管腳PA4~7
void Adc1_Multi_Init(void)
{
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1    , ENABLE );   //使能ADC1通道時鍾


    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //設置ADC分頻因子6 72M/6=12,ADC最大時間不能超過14M

    //PA1 作為模擬通道輸入引腳
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;       //模擬輸入引腳
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    ADC_DeInit(ADC1);  //復位ADC1,將外設 ADC1 的全部寄存器重設為缺省值

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;    //ADC工作模式:ADC1同步規則組模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =ENABLE; //模數轉換工作在掃描模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //模數轉換工作在連續轉換模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //轉換由軟件而不是外部觸發啟動
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //ADC數據右對齊
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 4; //順序進行規則轉換的ADC通道的數目
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根據ADC_InitStruct中指定的參數初始化外設ADCx的寄存器

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5 );

    // 開啟ADC的DMA支持（要實現DMA功能，還需獨立配置DMA通道等參數）
    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
}
//計算多通道ADC值
//AD_Value[]是DMA目標地址的數組空間
u16 Get_Multi_Adc1(void)
{
    u32 temp_val=0;
    u8 t;
    for(t=0;t<4;t++)
    {
        temp_val+=(AD_Value[t] & 0xffff);
    }
    return temp_val/4;
}

主要需要修改的是這句話，使得ADC處於同步規則組模式。

<strong>ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;  //ADC工作模式:ADC1同步規則組模式</strong>

AD_Value[]是32位的，用於DMA傳送的目標的ADC數據數組。其中高16位是ADC2的數據，地16位的是ADC1的數據。

其次是ADC2配置代碼和使能代碼：

//初始化ADC2
//這里采用多通道連續采樣，並用DMA1的通道傳送
//我們默認將開啟通道10~13
//相應管腳PC0~3
void Adc2_Multi_Init(void)
{
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC |RCC_APB2Periph_ADC2    , ENABLE );   //使能ADC2通道時鍾


    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //設置ADC分頻因子6 72M/6=12,ADC最大時間不能超過14M

    //PB0,1 作為模擬通道輸入引腳
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;       //模擬輸入引腳
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

    ADC_DeInit(ADC2);  //復位ADC2,將外設 ADC2 的全部寄存器重設為缺省值

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;    //ADC工作模式:ADC1同步規則組模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =ENABLE; //模數轉換工作在掃描模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //模數轉換工作在連續轉換模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //轉換由軟件而不是外部觸發啟動
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //ADC數據右對齊
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 4; //順序進行規則轉換的ADC通道的數目
    ADC_Init(ADC2, &ADC_InitStructure); //根據ADC_InitStruct中指定的參數初始化外設ADCx的寄存器

    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_11, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_12, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_13, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5 );

    ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2, ENABLE);                                        //使能ADC2的外部觸發模式

    // 開啟ADC的DMA支持（要實現DMA功能，還需獨立配置DMA通道等參數）
    //ADC_DMACmd(ADC2, ENABLE);
}

//計算多通道ADC值
//AD_Value2[]是DMA目標地址的數組空間
u16 Get_Multi_Adc2(void)
{
    u32 temp_val=0;
    u8 t;
    for(t=0;t<4;t++)
    {
        temp_val+=((AD_Value[t]>>16) & 0xffff);
    }
    return temp_val/4;
}

ADC2主要需要添加下面語句，用於ADC1觸發ADC2的工作。

ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2, ENABLE);                                        //使能ADC2的外部觸發模式

AD_Value[]是32位的，用於DMA傳送的目標的ADC數據數組。其中高16位是ADC2的數據，地16位的是ADC1的數據。這里使用AD_Value[t]>>16進行移位操作，獲取數據。