【STM32H7教程】第46章 STM32H7的ADC應用之DMA方式多通道采樣

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第46章 STM32H7的ADC應用之DMA方式多通道采樣

本章教程為大家講解ADC+DMA方式的多通道數據采集，實際項目中有一定的使用價值，使用一路ADC就可以采集多個通道的數據。

46.1 初學者重要提示

46.2 ADC穩壓基准硬件設計

46.3 ADC驅動設計

46.4 ADC板級支持包（bsp_adc.c）

46.5 ADC驅動移植和使用

46.6 實驗例程設計框架

46.7 實驗例程說明（MDK）

46.8 實驗例程說明（IAR）

46.9 總結

46.1 初學者重要提示

學習本章節前，務必優先學習第44章，需要對ADC的基礎知識和HAL庫的幾個常用API有個認識。
開發板右上角有個跳線帽，可以讓ADC的穩壓基准接3.3V或者2.5V，本章例子是接到3.3V。
STM32H7的ADC支持偏移校准和線性度校准。如果使用線性度校准的話，特別要注意此貼的問題：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=91436 。
ADC的專業術語詮釋文檔，推薦大家看看：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
STM32H7的ADC多通道並不是同步采樣的，本質上是通過內部的多路選擇器不斷切換實現的，一個采集完畢了才會采集另一個。

46.2 ADC穩壓基准硬件設計

注：學習前務必優先看第14章的2.1小節，對電源供電框架有個了解。

ADC要采集的准確，就需要有一個穩定的穩壓基准源，V7開發板使用的LM285D-2.5，即2.5V的基准源。硬件設計如下：

關於這個原理圖要注意以下問題：

LM285D-2.5輸出的是2.5V的穩壓基准，原理圖這里做了一個特別的處理，同時接了一個上拉電阻到VDDA（3.3V），然后用戶可以使用開發板右上角的跳線帽設置Vref選擇3.3V穩壓還是2.5V穩壓。

下面再來了解下LM285的電氣特性：

通過這個表，我們要了解以下幾點知識：

LM285的典型值是2.5V，支持的最小值2.462V，最大值2.538V。工作電流是20uA到20mA，溫飄是±20ppm/℃
Iz是Reference current參考電流的意思：

- 參考電流是20uA到1mA，溫度25℃，參考電壓最大變化1mV。
- 參考電流是20uA到1mA，全范圍溫度（−40°C to 85°C），參考電壓最大變化1.5mV。
- 參考電流是1mA到20mA，溫度25℃，參考電壓最大變化10mV。
- 參考電流是1mA到20mA，全范圍溫度（−40°C to 85°C），參考電壓最大變化30mV。

那么問題來了，V7開發板上LM285的參考電流是多少？簡單計算就是：

（VDDA – 2.5V） / 1K =（3.3 – 2.5V） / 1K = 0.8mA。

46.3 ADC驅動設計

ADC做DMA數據傳輸的實現思路框圖如下：

下面將程序設計中的相關問題逐一為大家做個說明。

46.3.1 ADC軟件觸發

ADC轉換既可以選擇外部觸發也可以選擇軟件觸發。我們這里選擇的是軟件觸發方式的多通道轉換，即連續轉換序列，軟件觸發。對應的時序如下（在第44章的2.7小節有詳細講解軟件觸發和硬件觸發的時序）：。

ADSTART表示軟件啟動轉換。

ADSTP表示停止轉換。

EOC表示一個通道轉換結束。

EOS表示所有通道轉換結束。

關於這個時序圖的解讀：

配置為連續轉換的話，軟件啟動ADSTART會開啟所有通道轉換，全部轉換完畢后，繼續進行下一輪轉換。調用了停止轉換ADSTP后，會停止轉換。
每個通過轉換完畢有個EOC標志，所有通道轉換完畢有個EOS標志。

46.3.2 ADC時鍾源選擇

根據第44章2.2小節的講解，我們知道ADC有兩種時鍾源可供選擇，可以使用來自AHB總線的系統時鍾，也可以使用PLL2，PLL3，HSE，HSI或者CSI時鍾。

如果采用AHB時鍾，不需要做專門的配置，而采用PLL2，PLL3時鍾需要特別的配置，下面是使用AHB或者PLL2時鍾的配置。

通過宏定義設置選擇的時鍾源

使用哪個時鍾源，將另一個注釋掉即可：

/* 選擇ADC的時鍾源 */
#define ADC_CLOCK_SOURCE_AHB     /* 選擇AHB時鍾源 */
//#define ADC_CLOCK_SOURCE_PLL   /* 選擇PLL時鍾源 */

PLL2或者AHB時鍾源配置

#if defined (ADC_CLOCK_SOURCE_PLL)
    /* 配置PLL2時鍾為的72MHz，方便分頻產生ADC最高時鍾36MHz */
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
    PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2M = 25;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2N = 504;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2P = 7;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2Q = 7;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2R = 7;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2RGE = RCC_PLL2VCIRANGE_0;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2VCOSEL = RCC_PLL2VCOWIDE;
    PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2FRACN = 0;
    PeriphClkInitStruct.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLL2;
    if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);  
    }
#elif defined (ADC_CLOCK_SOURCE_AHB)
  
  /* 使用AHB時鍾的話，無需配置，默認選擇*/
  
#endif

對於PLL2的時鍾輸出，直接使用STM32CubeMX里面的時鍾樹配置即可，效果如下：

選擇PLL2P輸出作為ADC時鍾源：

ADC分頻設置

無論是使用AHB時鍾還是PLL2時鍾都支持分頻設置：

AHB支持下面三種分頻設置：

#define ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV1   ((uint32_t)ADC_CCR_CKMODE_0)  
#define ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2   ((uint32_t)ADC_CCR_CKMODE_1) 
#define ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4   ((uint32_t)ADC_CCR_CKMODE)   

#define ADC_CLOCKPRESCALER_PCLK_DIV1   ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV1   /* 這三個僅僅是為了兼容，已經不推薦使用 */
#define ADC_CLOCKPRESCALER_PCLK_DIV2   ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2   
#define ADC_CLOCKPRESCALER_PCLK_DIV4   ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4

PLL2支持下面幾種分頻設置：

#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1       ((uint32_t)0x00000000)                                       
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2       ((uint32_t)ADC_CCR_PRESC_0)                                  
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV4       ((uint32_t)ADC_CCR_PRESC_1)                                   
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV6       ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_1|ADC_CCR_PRESC_0))                 
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV8       ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_2))                                
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV10      ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_2|ADC_CCR_PRESC_0))                 
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV12      ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_2|ADC_CCR_PRESC_1))                 
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV16      ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_2|ADC_CCR_PRESC_1|ADC_CCR_PRESC_0)) 
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV32      ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_3))                                
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV64      ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_3|ADC_CCR_PRESC_0))                 
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV128     ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_3|ADC_CCR_PRESC_1))                
#define ADC_CLOCK_ASYNC_DIV256     ((uint32_t)(ADC_CCR_PRESC_3|ADC_CCR_PRESC_1|ADC_CCR_PRESC_0))

有了這些認識后再看實際的分頻配置就好理解了：

#if defined (ADC_CLOCK_SOURCE_PLL)
/* 采用PLL異步時鍾，2分頻，即72MHz/2 = 36MHz */
    AdcHandle.Init.ClockPrescaler        = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;     
/* 采用AHB同步時鍾，4分頻，即200MHz/4 = 50MHz */     
#elif defined (ADC_CLOCK_SOURCE_AHB)
    AdcHandle.Init.ClockPrescaler        = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;      
#endif

46.3.3 ADC的DMA配置

由於函數HAL_ADC_Start_DMA封裝的DMA傳輸函數是HAL_DMA_Start_IT。而我們這里僅需要用到DMA傳輸，而用不到中斷，所以不開啟對應的NVIC即可，這里使用的是DMA1_Stream1，測量了PC0，Vbat/4，VrefInt和溫度四個通道。

1.    /*
2.    ******************************************************************************************************
3.    *    函 數 名: bsp_InitADC
4.    *    功能說明: 初始化ADC，采用DMA方式進行多通道采樣，采集了PC0, Vbat/4, VrefInt和溫度
5.    *    形    參: 無
6.    *    返 回 值: 無
7.    ******************************************************************************************************
8.    */
9.    void bsp_InitADC(void)
10.    {
11.        ADC_HandleTypeDef   AdcHandle = {0};
12.        DMA_HandleTypeDef   DMA_Handle = {0};
13.        ADC_ChannelConfTypeDef   sConfig = {0};
14.        GPIO_InitTypeDef          GPIO_InitStruct;
15.    
16.      /* ## - 1 - 配置ADC采樣的時鍾 ####################################### */
17.    #if defined (ADC_CLOCK_SOURCE_PLL)
18.        /* 配置PLL2時鍾為的72MHz，方便分頻產生ADC最高時鍾36MHz */
19.         RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
20.        PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
21.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2M = 25;
22.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2N = 504;
23.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2P = 7;
24.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2Q = 7;
25.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2R = 7;
26.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2RGE = RCC_PLL2VCIRANGE_0;
27.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2VCOSEL = RCC_PLL2VCOWIDE;
28.        PeriphClkInitStruct.PLL2.PLL2FRACN = 0;
29.        PeriphClkInitStruct.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLL2;
30.        if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
31.        {
32.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);  
33.        }
34.    #elif defined (ADC_CLOCK_SOURCE_AHB)
35.      
36.      /* 使用AHB時鍾的話，無需配置，默認選擇*/
37.      
38.    #endif
39.    
40.        /* ## - 2 - 配置ADC采樣使用的時鍾 ####################################### */
41.        __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
42.    
43.        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
44.        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
45.        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
46.        HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
47.      
48.        /* ## - 3 - 配置ADC采樣使用的時鍾 ####################################### */
49.        __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
50.        DMA_Handle.Instance                 = DMA1_Stream1;            /* 使用的DMA1 Stream1 */
51.        DMA_Handle.Init.Request             = DMA_REQUEST_ADC3;         /* 請求類型采用DMA_REQUEST_ADC3 */  
52.        DMA_Handle.Init.Direction           = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;    /* 傳輸方向是從外設到存儲器*/  
53.        DMA_Handle.Init.PeriphInc           = DMA_PINC_DISABLE;        /* 外設地址自增禁止 */ 
54.        DMA_Handle.Init.MemInc              = DMA_MINC_ENABLE;         /* 存儲器地址自增使能 */  
55.        DMA_Handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; /* 外設數據位寬選擇半字，即16bit */     
56.        DMA_Handle.Init.MemDataAlignment    = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD; /* 存儲器數據位寬選擇半字，即16bit */    
57.        DMA_Handle.Init.Mode                = DMA_CIRCULAR;            /* 循環模式 */   
58.        DMA_Handle.Init.Priority            = DMA_PRIORITY_LOW;        /* 優先級低 */  
59.        DMA_Handle.Init.FIFOMode            = DMA_FIFOMODE_DISABLE;    /* 禁止FIFO*/
60.        DMA_Handle.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; /* 禁止FIFO此位不起作用，用於設置閥值 */
61.        DMA_Handle.Init.MemBurst   = DMA_MBURST_SINGLE;       /* 禁止FIFO此位不起作用，用於存儲器突發 */
62.        DMA_Handle.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE;      /* 禁止FIFO此位不起作用，用於外設突發 */
63.    
64.        /* 初始化DMA */
65.        if(HAL_DMA_Init(&DMA_Handle) != HAL_OK)
66.        {
67.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);     
68.        }
69.        
70.        /* 關聯ADC句柄和DMA句柄 */
71.        __HAL_LINKDMA(&AdcHandle, DMA_Handle, DMA_Handle);
72.        
73.        
74.        /* ## - 4 - 配置ADC ########################################################### */
75.        __HAL_RCC_ADC3_CLK_ENABLE();
76.        AdcHandle.Instance = ADC3;
77.    
78.    #if defined (ADC_CLOCK_SOURCE_PLL)
79.        AdcHandle.Init.ClockPrescaler   = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV8;   /* 采用PLL異步時鍾，8分頻，即72MHz/8
80.                                                                          = 36MHz */
81.    #elif defined (ADC_CLOCK_SOURCE_AHB)
82.        AdcHandle.Init.ClockPrescaler   = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4; /* 采用AHB同步時鍾，4分頻，即200MHz/4
83.                                                                        = 50MHz */
84.    #endif
85.        
86.        AdcHandle.Init.Resolution            = ADC_RESOLUTION_16B;   /* 16位分辨率 */
87.        AdcHandle.Init.ScanConvMode          = ADC_SCAN_ENABLE;      /* 禁止掃描，因為僅開了一個通道 */
88.        AdcHandle.Init.EOCSelection          = ADC_EOC_SINGLE_CONV;  /* EOC轉換結束標志 */
89.        AdcHandle.Init.LowPowerAutoWait      = DISABLE;              /* 禁止低功耗自動延遲特性 */
90.        AdcHandle.Init.ContinuousConvMode    = ENABLE;               /* 禁止自動轉換，采用的軟件觸發 */
91.        AdcHandle.Init.NbrOfConversion       = 4;                    /* 使用了4個轉換通道 */
92.        AdcHandle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;              /* 禁止不連續模式 */
93.        AdcHandle.Init.NbrOfDiscConversion   = 1;   /* 禁止不連續模式后，此參數忽略，此位是用來配置不連續
94.                                                        子組中通道數 */
95.    
96.        AdcHandle.Init.ExternalTrigConv      = ADC_SOFTWARE_START;              /* 采用軟件觸發 */
97.        AdcHandle.Init.ExternalTrigConvEdge  = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING; /* 軟件觸發，此位忽略 */
98.        AdcHandle.Init.ConversionDataManagement = ADC_CONVERSIONDATA_DMA_CIRCULAR; /* DMA循環模式接收*/
99.        AdcHandle.Init.BoostMode  = DISABLE;                /* ADC時鍾低於20MHz的話，可以禁止boost */
100.        AdcHandle.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_OVERWRITTEN;  /* ADC轉換溢出的話，覆蓋ADC的數據寄存器 */
101.        AdcHandle.Init.OversamplingMode      = DISABLE;     /* 禁止過采樣 */
102.    
103.        /* 初始化ADC */
104.        if (HAL_ADC_Init(&AdcHandle) != HAL_OK)
105.        {
106.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
107.        }
108.      
109.      
110.        /* 校准ADC，采用偏移校准 */
111.        if (HAL_ADCEx_Calibration_Start(&AdcHandle, ADC_CALIB_OFFSET, ADC_SINGLE_ENDED) != HAL_OK)
112.        {
113.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
114.        }
115.      
116.        /* 配置ADC通道，序列1，采樣PC0引腳 */
117.        /*
118.            采用PLL2時鍾的話，ADCCLK = 72MHz / 8 = 9MHz
119.            ADC采樣速度，即轉換時間 = 采樣時間 + 逐次逼近時間
120.                                    = 810.5 + 8.5(16bit)
121.                                    = 820個ADC時鍾周期
122.            那么轉換速度就是9MHz / 820 = 10975Hz
123.        */
124.        sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_10;              /* 配置使用的ADC通道 */
125.        sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_1;          /* 采樣序列里的第1個 */
126.        sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_810CYCLES_5;  /* 采樣周期 */
127.        sConfig.SingleDiff   = ADC_SINGLE_ENDED;            /* 單端輸入 */
128.        sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;             /* 無偏移 */ 
129.        sConfig.Offset = 0;                                 /* 無偏移的情況下，此參數忽略 */
130.        sConfig.OffsetRightShift       = DISABLE;           /* 禁止右移 */
131.        sConfig.OffsetSignedSaturation = DISABLE;           /* 禁止有符號飽和 */
132.        
133.        if (HAL_ADC_ConfigChannel(&AdcHandle, &sConfig) != HAL_OK)
134.        {
135.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
136.        }
137.        
138.        /* 配置ADC通道，序列2，采樣Vbat/4 */
139.        sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_VBAT_DIV4;       /* 配置使用的ADC通道 */
140.        sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_2;          /* 采樣序列里的第1個 */
141.        sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_810CYCLES_5;  /* 采樣周期 */
142.        sConfig.SingleDiff   = ADC_SINGLE_ENDED;            /* 單端輸入 */
143.        sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;             /* 無偏移 */ 
144.        sConfig.Offset = 0;                                 /* 無偏移的情況下，此參數忽略 */
145.        sConfig.OffsetRightShift       = DISABLE;           /* 禁止右移 */
146.        sConfig.OffsetSignedSaturation = DISABLE;           /* 禁止有符號飽和 */
147.        
148.        if (HAL_ADC_ConfigChannel(&AdcHandle, &sConfig) != HAL_OK)
149.        {
150.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
151.        }
152.      
153.        /* 配置ADC通道，序列3，采樣VrefInt */
154.        sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_VREFINT;         /* 配置使用的ADC通道 */
155.        sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_3;          /* 采樣序列里的第1個 */
156.        sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_810CYCLES_5;  /* 采樣周期 */
157.        sConfig.SingleDiff   = ADC_SINGLE_ENDED;            /* 單端輸入 */
158.        sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;             /* 無偏移 */ 
159.        sConfig.Offset = 0;                                 /* 無偏移的情況下，此參數忽略 */
160.        sConfig.OffsetRightShift       = DISABLE;           /* 禁止右移 */
161.        sConfig.OffsetSignedSaturation = DISABLE;           /* 禁止有符號飽和 */
162.        
163.        if (HAL_ADC_ConfigChannel(&AdcHandle, &sConfig) != HAL_OK)
164.        {
165.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
166.        }
167.    
168.        /* 配置ADC通道，序列4，采樣溫度 */
169.        sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR;      /* 配置使用的ADC通道 */
170.        sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_4;          /* 采樣序列里的第1個 */
171.        sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_810CYCLES_5;  /* 采樣周期 */
172.        sConfig.SingleDiff   = ADC_SINGLE_ENDED;            /* 單端輸入 */
173.        sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;             /* 無偏移 */ 
174.        sConfig.Offset = 0;                                 /* 無偏移的情況下，此參數忽略 */
175.        sConfig.OffsetRightShift       = DISABLE;           /* 禁止右移 */
176.        sConfig.OffsetSignedSaturation = DISABLE;           /* 禁止有符號飽和 */
177.        
178.        if (HAL_ADC_ConfigChannel(&AdcHandle, &sConfig) != HAL_OK)
179.        {
180.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
181.        }    
182.      
183.    
184.        /* ## - 6 - 啟動ADC的DMA方式傳輸 ####################################### */
185.        if (HAL_ADC_Start_DMA(&AdcHandle, (uint32_t *)ADCxValues, 4) != HAL_OK)
186.        {
187.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
188.        }
189.    }

這里把幾個關鍵的地方闡釋下：

第11 - 13行，對作為局部變量的HAL庫結構體做初始化，防止不確定值配置時出問題。
第17 - 38行，前面2.2小節已經講解，ADC時鍾源選擇AHB時鍾還是PLL時鍾。
第41 – 46行，選擇PC0作為數據采集引腳。
第49- 68行，配置DMA的基本參數，注釋較詳細。這里是采用的ADC外設到內部SRAM的傳輸方向，數據帶寬設置16bit，循環傳輸模式。
第71行，這行代碼比較重要，應用中容易被遺忘，用於關聯ADC句柄和DMA句柄。在用戶調用ADC的DMA傳輸方式函數HAL_ADC_Start_DMA時，此函數內部調用的HAL_DMA_Start_IT會用到DMA句柄。
第75 - 107行，主要是ADC的配置，注釋較詳細，配置ADC3為16bit模式，掃描多通道，連續轉換，軟件觸發。
第111 – 114行，這里的是采用的ADC偏移校准，如果要采用線性度校准，務必要注意此貼的問題：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=91436 。
第119 -129行，配置ADC多通道采樣的第1個序列。這里使用的通道10是PC0引腳的復用功能，不是隨意設置的。另外注意轉換速度的計算，在程序里面有注釋。
第139 – 151行，配置ADC多通道采樣的第2個序列，采樣的Vbat/4電壓。
第154 – 166行，配置ADC多通道采樣的第3個序列，采樣的VrefInt電壓。
第169 – 181行，配置ADC多通道采樣的第4個序列，采樣的溫度。
第185 – 188行，啟動ADC的DMA方式數據傳輸。

46.3.4 DMA存儲器選擇注意事項

由於STM32H7 Cache的存在，凡是CPU和DMA都會操作到的存儲器，我們都要注意數據一致性問題。對於本章節要實現的功能，要注意讀Cache問題，防止DMA已經更新了緩沖區的數據，而我們讀取的卻是Cache里面緩存的。這里提供兩種解決辦法：

方法一：

關閉DMA所使用SRAM存儲區。

/* 配置SRAM的MPU屬性為Device或者Strongly Ordered，即關閉Cache */
MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

方法二：

設置SRAM的緩沖區做32字節對齊，大小最好也是32字節整數倍，然后調用函數SCB_InvalidateDCache_by_Addr做無效化操作即可，保證CPU讀取到的數據是剛更新好的。

本章節配套例子是直接使用的方法二。例子中變量的定義方式如下：

/* 方便Cache類的API操作，做32字節對齊 */
#if defined ( __ICCARM__ )
#pragma location = 0x38000000
uint16_t ADCxValues[4];
#elif defined ( __CC_ARM )
ALIGN_32BYTES(__attribute__((section (".RAM_D3"))) uint16_t ADCxValues[4]);
#endif

對於IAR需要#pragma location指定位置，而MDK通過分散加載即可實現，詳情看前面第26章，有詳細講解。

46.3.5 讀取DMA緩沖數據

程序中配置的DMA緩沖區可以存儲4次ADC的轉換數據，正好ADCxValues[0]對應PC0引腳的采樣電壓，ADCxValues[1]對應Vbat/4電壓，ADCxValues[2]對應VrefInt采樣的電源，ADCxValues[3]對應溫度采樣值。

具體實現代碼如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_GetAdcValues
*    功能說明: 獲取ADC的數據並打印
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_GetAdcValues(void)
{
    float AdcValues[5];
    uint16_t TS_CAL1;
    uint16_t TS_CAL2;
    
    /*
       使用此函數要特別注意，第1個參數地址要32字節對齊，第2個參數要是32字節的整數倍
    */
    SCB_InvalidateDCache_by_Addr((uint32_t *)ADCxValues,  sizeof(ADCxValues));
    AdcValues[0] = ADCxValues[0] * 3.3 / 65536;
    AdcValues[1] = ADCxValues[1] * 3.3 / 65536; 
    AdcValues[2] = ADCxValues[2] * 3.3 / 65536;     
    
    /*根據參考手冊給的公式計算溫度值 */
    TS_CAL1 = *(__IO uint16_t *)(0x1FF1E820);
    TS_CAL2 = *(__IO uint16_t *)(0x1FF1E840);
    
    AdcValues[3] = (110.0 - 30.0) * (ADCxValues[3] - TS_CAL1)/ (TS_CAL2 - TS_CAL1) + 30;  
    
    printf("PC0 = %5.3fV, Vbat/4 = %5.3fV, VrefInt = %5.3fV， TempSensor = %5.3f℃\r\n", 
            AdcValues[0],  AdcValues[1], AdcValues[2], AdcValues[3]);

}

46.4 ADC板級支持包（bsp_adc.c）

ADC驅動文件bsp_adc.c提供了如下函數：

bsp_InitADC
bsp_GetAdcValues

46.4.1 函數bsp_InitADC

函數原型：

void bsp_InitADC(void)

函數描述：

此函數用於初始化ADC，采用DMA方式進行多通道采樣，采集了PC0, Vbat/4, VrefInt和溫度。

注意事項：

關於此函數的講解在本章2.3小節。

使用舉例：

作為初始化函數，直接在bsp.c文件的bsp_Init函數里面調用即可。

46.4.2 函數bsp_GetAdcValues

函數原型：

void bsp_GetAdcValues(void)

函數描述：

此函數用於獲取ADC的轉換數據。

注意事項：

關於此函數的講解在本章2.4和2.5小節。

使用舉例：

根據需要，周期性調用即可。

46.5 ADC驅動移植和使用

ADC驅動的移植比較方便：

第1步：復制bsp_adc.c和bsp_adc.h到自己的工程目錄，並添加到工程里面。
第2步：這幾個驅動文件主要用到HAL庫的GPIO、TIM，DMA和ADC驅動文件，簡單省事些可以添加所有HAL庫.C源文件進來。
第3步，應用方法看本章節配套例子即可，另外就是根據自己的需要做配置修改。

46.6 實驗例程設計框架

通過程序設計框架，讓大家先對配套例程有一個全面的認識，然后再理解細節，本次實驗例程的設計框架如

第1階段，上電啟動階段：

這部分在第14章進行了詳細說明。

第2階段，進入main函數：

第1步，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL庫，系統時鍾，滴答定時器，LED，串口和ADC。
第2步，周期性的打印ADC采集的多通道數據。

46.7 實驗例程說明（MDK）

配套例子：

V7-024-ADC+DMA的多通道采集

實驗目的：

學習ADC + DMA的多通道采集實現。

實驗內容：

例子默認用的PLL時鍾供ADC使用，大家可以通過bsp_adc.c文件開頭宏定義切換到AHB時鍾。
采用DMA方式進行多通道采樣，采集了PC0, Vbat/4, VrefInt和溫度。
每隔500ms，串口會打印一次。
板子正常運行時LED2閃爍。

PC0引腳位置（穩壓基准要短接3.3V）：

上電后串口打印的信息：

波特率 115200，數據位 8，奇偶校驗位無，停止位 1

程序設計：

系統棧大小分配：

RAM空間用的DTCM：

硬件外設初始化

硬件外設的初始化是在 bsp.c 文件實現：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_Init
*    功能說明: 初始化所有的硬件設備。該函數配置CPU寄存器和外設的寄存器並初始化一些全局變量。只需要調用一次
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鍾:
       - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鍾中斷1ms。
       - 設置NVIV優先級分組為4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系統時鍾到400MHz
       - 切換使用HSE。
       - 此函數會更新全局變量SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用於代碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默認不開啟，如果要使能此選項，務必看V7開發板用戶手冊第xx章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder並開啟 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因為按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定時器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC總線74HC574擴展IO. 必須在 bsp_InitLed()前執行 */    
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    bsp_InitADC();     /* 初始化ADC */
}

MPU配置和Cache配置：

數據Cache和指令Cache都開啟。配置了AXI SRAM區（本例子未用到AXI SRAM），FMC的擴展IO區和D3域的SRAM4。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: MPU_Config
*    功能說明: 配置MPU
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU屬性為Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    
    /* 配置FMC擴展IO的MPU屬性為Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /* 配置SRAM4的屬性為Write through, read allocate，no write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x38000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER2;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能說明: 使能L1 Cache
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

主功能：

主程序實現如下操作：

每隔500ms，串口會打印一次ADC采集的PC0, Vbat/4, VrefInt和溫度。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: main
*    功能說明: c程序入口
*    形    參: 無
*    返 回 值: 錯誤代碼(無需處理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;        /* 按鍵代碼 */
    

#if defined ( __CC_ARM )    
    TempValues1 = 0; /* 避免MDK警告 */  
    TempValues2 = 0;    
#endif
    
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    
    PrintfLogo();    /* 打印例程名稱和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

    bsp_StartAutoTimer(0, 500);    /* 啟動1個500ms的自動重裝的定時器 */
    
    /* 進入主程序循環體 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 這個函數在bsp.c文件。用戶可以修改這個函數實現CPU休眠和喂狗 */

        /* 判斷定時器超時時間 */
        if (bsp_CheckTimer(0))    
        {
            bsp_GetAdcValues();
            
            /* 每隔500ms 進來一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }

        /* 按鍵濾波和檢測由后台systick中斷服務程序實現，我們只需要調用bsp_GetKey讀取鍵值即可。 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 讀取鍵值, 無鍵按下時返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:        /* K1鍵按下 */
                    printf("K1按鍵按下\r\n");
                    break;

                default:
                    /* 其它的鍵值不處理 */
                    break;
            }
        }
    }
}