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ADC簡介

? ADC控制器的功能極其強大。其包含但不限于以下內容

時鐘及狀態，由數字和模擬時鐘兩個部分組成

分辨率及采樣轉換，可配置分辨率為12/10/8/6位的轉換，采樣周期支持廣范圍的配置

自校準，自帶校準功能以糾正數據偏移

基本模式，支持多種模式，不同模式可組合使用滿足多種應用

不同優先權的通道，普通通道與搶占通道具備不同的優先權

多種獨立的觸發源，包括TMR、EXINT、軟觸發等多種觸發選擇

數據后級處理，包括數據的對齊，搶占通道偏移量等多種處理

轉換中止，可軟件控制在ADC不掉電狀態下實現轉換中止

過采樣器，普通及搶占通道均支持過采樣

電壓監測，通過對轉換結果的判定來實現電壓監測

中斷及狀態事件，具備多種標志指示ADC狀態，且某些標志還具備中斷功能

多種轉換數據的獲取方式，包括DMA獲取、CPU獲取兩種方式實現轉換數據的讀取

聯動多ADC的主從模式，可設定同時、交錯、位移等多種組合模式，且支持單及雙從機選擇

圖1. ADC1框圖

ADC功能解析

時鐘及狀態

? 功能介紹

ADC的時鐘分為數字時鐘與模擬時鐘。其統一通過CRM_APB2EN的ADCxEN位使能。

數字時鐘：即PCLK2，經HCLK分頻而來，提供給數字部分使用。

模擬時鐘：即ADCCLK，經ADC預分頻器分頻而來，提供給模擬部分使用。

? 軟件接口

ADC時鐘使能，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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當ADC時鐘使能后，軟件即可開始進行ADC的一些相關配置。

ADC預分頻設定，軟件由ADC公共部分結構體配置完成，其軟件實例如下：

此項實際用于設定ADC模擬部分的時鐘，其由HCLK分頻而來，故ADCCLK=HCLK/div 注意：

1）模擬部分的ADCCLK由HCLK分頻而來，其不可大于80MHz；

2）ADC數字部分掛在PCLK2上，為避免同步問題，ADCCLK頻率不可高于PCLK2；

3）ADC1、ADC2、ADC3都有自己獨立的時鐘使能位。ADC公共部分無獨立的時鐘使能位，其會跟隨任意ADCx時鐘使能而自動打開；

4）ADC模擬部分電源由ADC_CTRL2的ADCEN，其不受ADC的時鐘狀態影響。典型的，如果系統需要進入深度睡眠模式，如果不關閉ADCEN，此時ADC模擬器件將還會消耗電流；

5）ADC上電有一段等待時間，應用應該在判定到ADC的RDY?flag置位后再執行后續觸發等操作。 ?

分辨率及采樣轉換

? 功能介紹

ADC可隨意設定12、10、8、6位分辨率使用。 ADC可設定2.5、6.5、12.5、24.5、47.5、92.5、247.5、640.5個采樣周期。 ADC對通道數據的獲取由采樣和轉換兩個部分組成。 采樣先于轉換執行，采樣期間內選通需要轉換的通道，外部電壓對ADC內部采樣電容充電，將持續執行設定的采樣周期長度時間的充電。 采樣結束后就會自動開始轉換，ADC采用逐次逼近的轉換方式，可有效保障轉換數據的準確性。此轉換方式需要分辨率位數個ADCCLK的轉換時間來完成單通道的轉換，再結合數據處理，因此單個通道的整體轉換時間即

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示例： CSPTx選擇6.5周期，CRSEL選擇10位，一次轉換需要6.5+10+0.5=17個ADCCLK周期。 ?

軟件接口

ADC分辨率設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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注意：ADC的自校準只能在12位分辨率下進行，切分辨需安排在校準完成后執行。

ADC采樣周期設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

注意： 不同通道可設定不同的采樣周期； 當采用中斷或輪詢方式獲取普通通道數據，為避免溢出，建議合理增大采樣周期； 為避免充電不充分導致轉換數據不準確，應用允許的條件下，建議合理增大采樣周期。 ?

自校準

? 功能介紹

ADC具備自校準能力，軟件可以執行自校準命令，透過自校準可以計算出一個校準值。不需要軟件干預，ADC會自動將該校準值反饋回ADC內部補償ADC基礎偏差，以保障轉換數據的準確性。 校準值有兩種獲取方式：

軟件下自校準命令，由硬件自動計算，產生的校準值保存在ADC->CALVAL寄存器內

軟件直接根據經驗值，手動設定校準值，該值同樣被保存在ADC->CALVAL寄存器內

自校準的軟件流程如下

在12位分辨率狀態下使能ADC

等待ADC的RDY標志置位

執行初始化校準命令并等待初始化校準完成

執行校準命令并等待校準完成

根據應用需求切換到期望配置的分辨率

等待ADC的RDY標志置位

執行完上述流程后，即可開始進行ADC的觸發轉換。

? 軟件接口

完整的校準及設定分辨率需由組合命令實現，依據校準值設定方式可區分如下兩種自校準方式，其軟件實例如下： ?

寫經驗值校準方式，其軟件實例如下：

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注意： 校準值的存放不會置位OCCE標志，不會產生中斷或DMA請求； ADC的自校準只能在12位分辨率下進行，切分辨需安排在校準完成后執行。 ?

基本模式

? 1、功能介紹

序列模式

ADC支持序列模式設定，開啟序列模式后，每次觸發將序列中的通道依序轉換一次。 用戶于ADC_OSQx配置普通通道序列，普通通道從OSN1開始轉換；于ADC_PSQ配置搶占通道序列，搶占通道是從PSNx開始轉換(x=4-PCLEN)。 搶占通道轉換示例： ADC_PSQ[21：0]=10 00110 00101 00100 00011，此時掃描轉換順序為CH4、CH5、CH6，而不是CH3、CH4、CH5。

圖2. 序列模式

反復模式

ADC支持反復模式設定，開啟反復模式后，當檢測到觸發后就即會反復不斷地轉換普通通道組。

圖3. 反復模式+搶占自動轉換模式

分割模式

ADC支持分割模式設定。 對于普通通道組，分割模式可依據設定將通道組分割成長度較小的子組別。一次觸發將轉換子組別中的所有通道。每次觸發會依序選擇不同的子組別進行轉換。 對于搶占通道組，分割模式直接以通道為單位進行分割，一次觸發將轉換單個通道。每次觸發會依序選擇不同的通道進行轉換。

圖4. 分割模式

搶占自動轉換模式

ADC支持搶占自動轉換模式設定，開啟搶占自動轉換模式后，當普通通道轉換完成后，搶占通道將自動接續著轉換，而不需要進行搶占通道的觸發。

圖5. 搶占自動轉換模式

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2、軟件接口

ADC序列模式和反復模式設定，由ADC基礎部分結構體配置完成，其軟件實例如下：

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注意： 序列模式對普通及搶占通道組均有效； 反復模式僅對普通通道組有效,搶占通道組不具備反復模式功能； 反復模式與分割模式不可共用； 反復模式可與搶占自動轉換模式共用，將實現依次反復的轉換普通通道序列及搶占通道序列。 ADC分割模式設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：


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注意： 分割模式對普通及搶占通道組均有效； 搶占通道組分割模式子組別長度不可設定，其固定為單個通道； 分割模式與反復模式、搶占自動轉換模式不可共用，普通通道與搶占通道的分割模式不可共用。 搶占自動轉換模式設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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注意： 搶占自動轉換模式僅對搶占通道組有效； 搶占自動轉換模式與分割模式不可共用。 ?

不同優先權的通道

? 1、功能介紹


ADC設計有具備不同優先權的兩種通道組：普通通道組與搶占通道組。

普通通道組

通常用于執行常規的數據轉換。支持最多配置16個通道，轉換將按照設定的通道順序依次進行。其不具備搶占能力。

搶占通道組

通常用于執行相對緊急的數據轉換。支持最多配置4個通道，轉換將按照設定的通道順序依次進行。其具備搶占能力，即搶占通道組的轉換可以打斷正在執行的普通通道轉換，待搶占通道組轉換完畢后再恢復執行被打斷的普通通道組轉換。

? 2、軟件接口


普通通道組設定，軟件包括通道數量、通道數值、轉換順序、采樣周期的設定，其軟件實例如下：


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搶占通道組設定，軟件包括通道數量、通道數值、轉換順序、采樣周期的設定，其軟件實例如下：

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注意： 不同通道可以設定不同的采樣周期； 同一通道可以被反復編排進轉換序列進行轉換； 序列模式下，普通通道組從OSN1開始轉換，搶占通道組是從PSNx開始轉換(x=4-PCLEN)。 ?

多種獨立的觸發源

? 功能介紹

ADC支持多種觸發源，包含軟件寫寄存器觸發（ADC_CTRL2的OCSWTRG與PCSWTRG）以及外部觸發。外部觸發包含定時器觸發與引腳觸發，外部觸發可設定觸發極性（觸發極性可選擇禁止邊沿觸發、上升沿觸發、下降沿觸發或任意邊沿觸發）。 表1. 普通通道觸發源

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表2. 搶占通道觸發源

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軟件接口

軟件寫寄存器觸發設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：


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在ADC Ready后，軟件即可執行adc_ordinary_software_trigger_enable(ADC1,TRUE);/adc_preempt_software_trigger_enable(ADC1,TRUE);來進行普通/搶占通道的觸發。 外部觸發設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：
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在ADC Ready后，TMR1CH1的上升沿事件就會觸發普通通道組轉換，TMR3CH4的上升沿事件就會觸發搶占通道組轉換。 注意： 觸發間隔需要大于通道組轉換的時間，轉換期間發生的相同通道組的觸發會被忽略； 使用軟件寫寄存器觸發時，對應觸發極性必須選擇禁止邊沿觸發； 搶占通道轉換優先權最高，不管當前是否有普通通道轉換，其觸發后就會立即開始響應轉換； 普通觸發具備記憶功能，在搶占轉換時執行普通觸發，該觸發會被記錄并在搶占轉換完畢后響應； 多ADC的主從模式下，需要將從ADC的觸發極性選擇為禁止邊沿觸發。 ?

數據后級處理

? 1、功能介紹


ADC具備專有的數據寄存器，普通通道轉換完成后數據存儲于普通數據寄存器（ADC_ODT），搶占通道轉換完成后數據存儲于搶占數據寄存器x（ADC_PDTx）。數據寄存器內存儲的是經過處理后的數據。該處理包括數據對齊、搶占數據偏移。 數據對齊 分左對齊和右對齊。分辨率CRSEL為6位時，數據存儲方式以字節為基準擺放，其余皆以半字為基準擺放。

搶占數據偏移


搶占通道的數據會減去搶占數據偏移寄存器x（ADC_PCDTOx）內的偏移量，因此搶占通道數據有可能為負值，以SIGN作為符號。 圖6. 數據內容處理

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2、軟件接口

數據對齊設定，軟件由ADC基礎部分結構體配置完成，其軟件實例如下：

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搶占數據偏移設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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轉換中止

? 功能介紹

ADC具備轉換中止功能。在ADC轉換過程中，用戶可利用ADC_CTRL2的ADABRT使ADC停止轉換。停止轉換后，轉換順序回歸第一個通道，用戶即可重新編排通道順序，再次觸發ADC將從頭開始執行新序列的轉換。 圖7. 轉換中止時序 ?

軟件接口

轉換中止設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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注意： 轉換中止命令對普通及搶占通道轉換都有效； 轉換中止功能類似ADC重上電，但是轉換中止不會使ADC掉電，不存在ADC上電喚醒時間； 轉換中止的執行需要時間，在執行轉換中止命令后一定要等待ADABRT位被硬件清除后才可進行后續的觸發轉換。 ?

過采樣器

? 1、功能介紹

ADC具備過采樣功能。一次過采樣是透過轉換多次相同通道，累加轉換數據后作平均實現的。

由ADC_OVSP的OSRSEL選擇過采樣率，此位用來定義過采樣倍數；

由ADC_OVSP的OSSSEL選擇過采樣移位，此位用來定義平均系數。

若平均后數據大于16位，只取靠右16位數據，放入16位數據寄存器。 使用過采樣時，忽視數據對齊及搶占數據偏移的設定，數據一律靠右擺放。

表3. 最大累加數據與過采樣倍數及位移系數關系

普通通道過采樣被打斷后的恢復方式

普通通道過采樣中途被搶占通道轉換打斷后的恢復方式由OOSRSEL設定

OOSRSEL=0：接續模式。保留已累加的數據，再次開始轉換時將從打斷處轉換；

OOSRSEL=1：重轉模式。累加的數據被清空，再次開始轉換時重新開始該通道的過采樣轉換。

圖8. 普通過采樣被打斷后的恢復方式

普通通道過采樣觸發模式

普通通道過采樣的觸發模式由OOSTREN設定

OOSTREN=0：關閉觸發模式。通道的所有過采樣轉換僅需一次觸發；

OOSTREN=1：開啟觸發模式。通道的每個過采樣轉換均需進行觸發。

此模式下，中途被搶占通道觸發打斷后，須重新觸發普通通道才會恢復轉換普通通道過采樣。

圖9. 普通過采樣觸發模式

搶占通道過采樣

搶占過采樣可與普通過采樣同時使用，也可分別使用。搶占過采樣不影響到普通過采樣的各種模式。

圖10. 搶占自動轉換下的過采樣模式

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2、軟件接口

過采樣率、過采樣移位及過采樣使能設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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普通通道過采樣被打斷后的恢復方式設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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普通通道過采樣觸發模式設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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電壓監測

? 功能介紹

ADC具備電壓監測功能。用以監控輸入電壓與設定閾值的關系。 當轉換結果大于高邊界ADC_VMHB[11:0]寄存器或是小于低邊界ADC_VMLB[11:0]寄存器時，電壓監測超出標志VMOR會置起。 透過VMSGEN選擇對單一通道或是所有通道監測。對單一通道監測的話，由VMCSEL配置通道。 ?

軟件接口

監測單一通道，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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監測所有通道，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：
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注意： 電壓監測一律以轉換的原始數據與12位邊界寄存器做比較，無視分辨率、搶占偏移量與數據對齊的設定； 若使用過采樣器，則是以ADC_VMHB[15:0]與ADC_VMLB[15:0]完整的16位寄存器與過采樣數據作比較。 ?

中斷及狀態事件

? 功能介紹 ADC含有多種中斷及狀態標志。應用需要結合這些標志進行程序設計。

ADC準備就緒標志(RDY)

指示ADC狀態，只讀位，軟件不可清除，無產生中斷能力。 ADC上電完畢后會置位，只有RDY標志置位后，才可進行校準及觸發轉換。

普通通道轉換溢出標志(OCCO)

指示ADC轉換數據溢出，標志由軟件對其自身寫零清除，有產生中斷能力。 無獨立的溢出檢測使能位，在使能DMA傳輸或者EOCSFEN=1時有效，當上一筆轉換數據未被讀走，下一筆轉換數據已產生時就會置位此標志。標志清除后的轉換恢復分如下兩種情況： 1）非組合模式下，此標志置位后，當前轉換停止，轉換序列不被清零，因此可不用復位ADC， 直接清除標志再次觸發轉換即可； 2）組合模式下，此標志置位后，當前轉換停止，轉換序列同樣保持，但由于此時可能已丟失同步規則，因此需要復位各ADC，然后重新進行觸發轉換。

普通通道轉換開始標志(OCCS)

指示普通通道轉換開始，由軟件對其自身寫零清除，無產生中斷能力。

搶占通道轉換開始標志(PCCS)

指示搶占通道轉換開始，由軟件對其自身寫零清除，無產生中斷能力。

搶占通道組轉換結束標志(PCCE)

指示搶占通道組轉換完成，由軟件對其自身寫零清除，有產生中斷能力。 在搶占通道組轉換完成后置位，通常應用使用此標志來讀取搶占通道組的轉換數據。

普通通道轉換結束標志(OCCE)

指示普通通道轉換完成，由軟件對其自身寫零或讀ODT寄存器清除，有產生中斷能力。 在普通通道轉換完成后置位，應用可使用此標志來讀取普通通道的轉換數據(EOCSFEN=1)。 注意：DMA讀取轉換數據會同步清除OCCE標志，因此在使用DMA時禁止再使用OCCE標志。

電壓監測超出范圍標志(VMOR)

指示通道電壓超出設定閾值，由軟件對其自身寫零清除，有產生中斷能力。 在ADC的通道轉換數據超過設定閾值后置位，通常應用使用此標志來監控通道電壓。 ?

軟件接口

中斷使能設定，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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標志狀態獲取，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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標志狀態清除，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：
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注意： 435的三個ADC共用一個中斷向量； 通用狀態寄存器內有每個ADC的狀態標志的映像，此映像為只讀，不可通過映像來清除標志。 ?

多種轉換數據的獲取方式

? 1、功能介紹

ADC具備多種轉換數據的獲取方式。不同通道類型、不同組合模式可支持的數據獲取方式不同。

CPU讀取搶占通道數據

搶占通道不具備DMA能力，因此不管什么組合模式，搶占通道數據均由CPU讀取搶占數據寄存器x（ADC_PDTx）獲得。

CPU讀取普通通道數據(非組合模式)

只適用于非組合模式，軟件設置ADC_CTRL2的EOCSFEN位讓每次普通數據寄存器更新時置位OCCE標志，軟件通過OCCE標志讀取轉換數據。

DMA讀取普通通道數據(非組合模式)

非組合模式下，普通通道數據存儲于 ADC 自己獨立的數據寄存器中。軟件設置OCDMAEN及OCDRCEN位讓每次普通數據寄存器更新時產生DMA請求，DMA在每次收到DMA請求時讀取轉換數據。

DMA讀取普通通道數據(組合模式)

組合模式下，普通通道數據會共同存儲于通用普通數據寄存器中。存儲方式透過ADC_CCTRL的MSDMASEL位配置，提供5種模式。只要MSDMASEL不為0，就會在每次數據備齊時使用ADC1的DMA通道請求DMA搬運數據。

表4. 主從組合模式的DMA模式

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圖11. DMA模式與ADC模式對應關系

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2、軟件接口

CPU讀取搶占通道數據，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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CPU讀取普通通道數據(非組合模式)，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：


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DMA讀取普通通道數據(非組合模式)，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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DMA讀取普通通道數據(組合模式)，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

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注意： 使用CPU讀取普通轉換數據時，為避免溢出，通道采樣周期需要足夠大； 三個ADC共用一個中斷向量，故中斷服務函數一定要簡潔，以避免因中斷無法及時響應而導致數據溢出； 組合模式下，不可使用CPU讀取普通通道轉換數據； 組合模式下，一定要按照可支持的對應關系選用DMA模式。 ?

聯動多ADC的主從模式

? 功能介紹 ADC主從模式即通過觸發主機來聯動從機進行通道轉換，并且將通用普通數據寄存器作為獲取主從ADC普通通道數據的單一接口。 單從機主從模式以ADC1作為主機，ADC2作為從機，ADC3獨立動作。雙從機主從模式以ADC1作為主機，ADC2與ADC3作為從機。

圖12. 主從模式的ADC框圖

同時模式

同時模式可用于普通/搶占/普通搶占組合。配置同時模式后，可觸發主機，使主機與從機同時轉換各自的通道。在此模式下，必須使用相同的采樣時間以及相同的序列長度，以避免主從之間失去同步，遺失數據。

圖13. 普通同時模式

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圖14. 搶占同時模式

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注意： 同時模式下，需要禁止來自從機的觸發； 同時模式下，觸發間隔需要大于任意通道組的轉換周期； 同樣的通道不可同時被多個ADC采樣，因此禁止將相同通道安排在不同ADC的同樣序列位置。

交錯觸發模式

交錯觸發模式適用于搶占通道組，可單獨使用也可與普通同時模式組合使用。配置搶占交錯觸發模式后，可多次觸發主機的搶占通道，促使主從ADC輪流轉換搶占通道組。

圖15. 搶占交錯觸發模式

位移模式

位移模式適用于普通通道組，此模式只可單獨使用，不能與搶占通道組合使用。配置普通位移模式后，可觸發主機普通通道，使各ADC之間自動在普通通道的轉換上時序位移。 位移長度可由軟件經ADC_CCTRL寄存器中的ASISEL位進行設定。 此模式下，硬件會保證不同ADC間的采樣間隔至少2.5個ADCCLK。當軟件設定的位移長度無法滿足這個條件時，軟件設定將會變得無效。因此利用這個特性，可以將相同通道安排在不同ADC的同樣序列位置。

圖16. 普通位移模式

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圖17. 使用DMA模式2時的位移轉換
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注意： 位移模式下禁止搶占通道觸發、禁止從機的普通通道觸發 ? 軟件接口 聯動多ADC的主從模式設定，軟件由公共部分結構體配置完成，其軟件實例如下：
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注意： 為避免主從間失去同步，主從機必須配置相同分辨率； 組合模式下，一定要按照可支持的對應關系選用DMA模式； 若有同時使用多個ADC低解析度轉換的需求，建議使用主從模式搭配DMA1或DMA2。 ?

ADC配置解析

? 以下對ADC的配置流程及數據獲取方法進行說明。 ?

ADC配置流程

? ADC的配置一般包括如下內容

外部觸發源配置

ADC外部觸發源有TMR或EXINT，其配置無特殊性，參考普通的TMR或EXINT配置即可。 注意：此處僅是觸發源的配置，觸發源的使能需在ADC全部配置完畢后才可進行。

DMA配置使能

ADC普通通道轉換數據可通過DMA傳輸，若應用需要DMA傳輸時，需提前進行DMA的初始化配置，其配置無特殊性，參考普通的DMA配置即可。

開啟ADC數字時鐘

開啟ADC數字時鐘，允許進行相關功能配置。

ADC公共部分結構體配置

包括主從模式、ADC分頻、主從模式的DMA模式、DMA請求接續使能、位移模式位移長度、內部溫度傳感器及Vintrv、Vbat相關配置。

主從模式

依據從機數量、通道類型、組合類型進行選擇，支持多達13種模式。

ADC分頻

設定ADC模擬部分的時鐘，其由HCLK分頻而來，可設定2~17中的任意一種分頻。

主從模式的DMA模式

需要結合主從模式進行選擇，支持多達5種模式，搶占組合模式下需禁止DMA模式

DMA請求接續使能

設定在傳輸完DMA設定個數數據后，普通通道轉換完畢是否再產生DMA請求。

位移模式位移長度

設定位移模式下相鄰ADC間的采樣間隔時間，可設定5~20個ADCCLK中的任意一種。

內部溫度傳感器及Vintrv

使能內部溫度傳感器及內部參考電壓，其分別連接到ADC1的CH16和CH17。

Vbat

使能電池電壓，電池電壓經除4電路后連接到了ADC1的CH18。

注意：用ADC采集VBAT電壓，當使能VBATEN后，VBAT會一直耗電，如果應用對功耗敏感，建議只在VBAT采樣時才打開，采樣結束后關閉。

ADC基礎部分結構體配置

包括序列模式、反復模式、數據對齊、普通轉換序列長度。

序列模式

不論普通還是搶占組，只要配置有多個通道，就需要開啟序列模式。

反復模式

若應用需要周期性的觸發轉換時，就需要關閉反復模式，不然周期性的觸發將變得無效。 當應用不想周期性的觸發，而期望單次觸發后就不停的轉換設定通道組時需開啟反復模式。

數據對齊

設定轉換數據靠右或是靠左對齊放置于數據寄存器。

普通轉換序列長度

可設定1~16中的任何一個長度，指示單個普通序列包含的通道個數，需與實際普通通道序列個數一致。

普通通道配置

包含通道配置、觸發配置、數據傳輸方式。

通道配置

由轉換順序、通道值、采樣周期的設定組成。其中不同順序可配置相同通道值。

觸發配置

由觸發源和觸發邊沿檢測的設定組成。若使用軟件觸發時，需要禁止觸發邊沿檢測。

數據傳輸方式

可設定CPU或DMA傳輸轉換數據。在主從組合模式下，需禁止此項配置。

搶占通道配置

包含通道個數、通道配置、觸發配置。

通道個數

可設定1~4中的任何一個長度，指示單個搶占序列包含的通道個數，需與實際搶占通道序列個數一致。

通道配置

由轉換順序、通道值、采樣周期的設定組成。其中不同順序可配置相同通道值。

觸發配置

由觸發源和觸發邊沿檢測的設定組成。若使用軟件觸發時，需要禁止觸發邊沿檢測。

特殊模式配置（非必需）

分割模式

包括每次觸發轉換的普通通道個數、普通通道分割模式使能、搶占通道分割模式使能。

搶占自動轉換模式

用于設定普通組轉換結束后的搶占通道組自動轉換使能。

過采樣

包括過采樣率、過采樣移位、普通過采樣觸發模式使能、普通過采樣重轉模式選擇、普通及搶占過采樣使能的設定。

中斷配置

使能對應中斷，包括溢出中斷、普通通道轉換結束中斷、搶占通道組轉換結束中斷、電壓檢測超過范圍中斷中的一個或多個。

ADC上電

使能ADC讓ADC上電，由于上電需要穩定時間，因此ADC上電后需等待ADC的RDY標志處于置位后才可進行后續動作。

ADC校準

為保障ADC轉換數據準確，在ADC上電后需進行校準。其包含： A/D初始化校準、等待初始化校準完成、A/D校準、等待校準完成。

ADC分辨率調整

在ADC校準完畢后，即可進行分辨率切換。切換分辨率后，軟件需要等待ADC的RDY標志處于置位后才可進行后續動作。 至此，ADC的初始化配置就算全部完成。隨后，可通過軟件或使能硬件觸發源進行觸發轉換。 ?

ADC數據獲取方法

? ADC支持多種數據獲取方法，通常可概括為如下幾種

CPU獲取搶占通道數據

搶占通道數據不具備DMA能力，只能透過CPU獲取。推薦使用中斷獲取，方法如下 1) 搶占通道組轉換結束中斷使能； 2) 搶占通道組轉換結束中斷函數內將轉換數據緩存進數組內； 3) 其他應用邏輯內透過數組內的數據進行數據的后續算法處理。

CPU讀取普通通道數據

435額外支持通過CPU讀取普通通道數據。為保障數據讀取的實時性，同樣推薦使用中斷獲取，方法如下 1) 軟件設置ADC_CTRL2的EOCSFEN位讓每次數據寄存器更新時置位OCCE標志； 2) 普通通道組轉換結束中斷使能； 3) 普通通道組轉換結束中斷函數內將轉換數據緩存進數組內； 4) 其他應用邏輯內透過數組內的數據進行數據的后續算法處理。

DMA讀取普通通道數據（單buffer模式）

普通通道數據具備DMA能力。為避免軟件耗時，可直接采用DMA讀取轉換數據，方法如下 1) 初始化并使能DMA； 2) 使能ADC的DMA模式； 3) 在DMA傳輸完成中斷函數內獲取DMA的buffer數據； 4) 其他應用邏輯內透過buffer數據進行數據的后續算法處理。

DMA讀取普通通道數據（雙buffer模式）

435的EDMA支持雙buffer模式。為避免數據處理不及時，可嘗試使用雙buffer緩存數據，方法如下 1) 初始化EDMA成雙buffer模式并使能EDMA； 2) 使能ADC的DMA模式，使能普通通道數據的DMA請求接續； 3) 在EDMA傳輸完成中斷函數內交叉獲取EDMA的buffer數據； 4) 其他應用邏輯內透過獲取到的buffer數據進行數據的后續算法處理。 ?

案例 ADC過采樣

功能簡介

? ADC支持過采樣功能，在一些要求轉換數據準確性的場合，可以使用過采樣來實現。 本例將同時使用普通及搶占通道組的過采樣。設定8倍過采樣，保持12位分辨率。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4 and PA7——3.3V PA5 and PB0——GND PA6 and PB1——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadcordinary_preempt_oversampling ?

軟件設計

? 1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置設定

軟件觸發轉換

獲取轉換數據

2) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，最終串口打印的轉換數據如下。 圖18. ADC過采樣實驗結果

? ?

案例 ADC電壓監測

功能簡介

? ADC支持電壓監測功能，在需要監測通道電壓時，可參考本例進行設計。 本例將固定監控普通通道組的Channel5，監控閾值為0~Vref+/3。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4——3.3V PA5——0V PA6——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadcvoltage_monitoring ?

軟件設計

? 1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置及電壓監測設定

普通通道軟觸發

獲取轉換數據

2) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，測試過程中隨機將Channel5外接1.5V，最終串口打印信息如下。 通過打印信息可以看到：有實際監測到Channel5超過監控閾值，且記錄到的實際監控值為1.5V。 圖19. ADC電壓監測實驗結果 ? ?

案例 ADC雙Buffer

功能簡介

? EDMA具備雙緩沖模式功能，ADC配合這個功能使用，可有效提高數據轉換效率。 本案例將以該EDMA的雙緩沖功能為基礎，示范如何配置使用ADC的快速轉換。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4——3.3V PA5——0V PA6——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadcedma_double_buffer ?

軟件設計

? 1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置及設定

普通通道軟觸發

獲取轉換數據

2) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，如下圖所示，ADC轉換數據被硬件循環的存儲到EDMA設定的兩個buffer內了。 圖20. ADC電壓監測實驗結果

案例 ADC DMA模式1

功能簡介

? ADC主從組合模式下的普通通道轉換數據需經DMA傳輸。DMA支持多種模式，不同模式數據的傳輸規則存在明顯差異。 當選擇不適用的DMA模式傳輸轉換數據時，會因傳輸不及時導致數據溢出等問題。因此應用中ADC主從組合模式與DMA模式需要按照RM要求搭配使用。 DMA模式1適用ADC組合模式如下： 普通同時模式(單從機)、普通位移模式(單從機)、普通同時模式(雙從機)、普通位移模式(雙從機)本案例將以“DMA模式1+普通同時模式(雙從機)”為基礎進行使用示范。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4 and PA7 and PC0——3.3V PA5 and PB0 and PC2——GND PA6 and PB1 and PC3——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadccombine_mode_ordinary_smlt_twoslave_dma1 ?

軟件設計

? 1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于觸發的TMR(TMR1_TRGOUT2 event)

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置及設定

等待觸發完畢后關閉觸發TMR

獲取轉換數據

2) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

TMR配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，最終串口打印的轉換數據如下。 ADC轉換數據以半字為單位進行傳輸，傳輸順序為： ADC1第一個轉換通道； ADC2第一個轉換通道； ADC3第一個轉換通道； ADC1第二個轉換通道； ADC2第二個轉換通道； ADC3第二個轉換通道； ADC1第三個轉換通道； ADC2第三個轉換通道； ADC3第三個轉換通道； ADC1第一個轉換通道……

圖21. ADC DMA模式1實驗結果

案例 ADC DMA模式2

功能簡介

? ADC主從組合模式下的普通通道轉換數據需經DMA傳輸。DMA支持多種模式，不同模式數據的傳輸規則存在明顯差異。 當選擇不適用的DMA模式傳輸轉換數據時，會因傳輸不及時導致數據溢出等問題。因此應用中ADC主從組合模式與DMA模式需要按照RM要求搭配使用。 DMA模式2適用ADC組合模式如下： 普通同時模式(單從機)、普通位移模式(單從機)、普通位移模式(雙從機) 本案例將以“DMA模式2+普通同時模式(單從機)”為基礎進行使用示范。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4 and PA7——3.3V PA5 and PB0——GND PA6 and PB1——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadccombine_mode_ordinary_smlt_oneslave_dma2 ?

軟件設計

? 1) 配置流程

開ADC使用的GPIO配置

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配及設定

普通通道軟觸發

獲取轉換數據

2) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，最終串口打印的轉換數據如下。 ADC轉換數據以字為單位進行傳輸，傳輸順序為： (ADC2第一個轉換通道<<16)|ADC1第一個轉換通道； (ADC2第二個轉換通道<<16)|ADC1第二個轉換通道； (ADC2第三個轉換通道<<16)|ADC1第三個轉換通道； (ADC2第一個轉換通道<<16)|ADC1第一個轉換通道……

圖22. ADC DMA模式2實驗結果

? ?

案例 ADC DMA模式3

功能簡介

? ADC主從組合模式下的普通通道轉換數據需經DMA傳輸。DMA支持多種模式，不同模式數據的傳輸規則存在明顯差異。 當選擇不適用的DMA模式傳輸轉換數據時，會因傳輸不及時導致數據溢出等問題。因此應用中ADC主從組合模式與DMA模式需要按照RM要求搭配使用。 DMA模式3適用ADC組合模式如下： 6/8位分辨率的普通同時模式(單從機)、6/8位分辨率的普通位移模式(單從機)、6/8位分辨率的普通位移模式(雙從機) 本案例將以“DMA模式3+8位分辨率的普通位移模式(雙從機)”為基礎進行使用示范。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4——3.3V PA7——GND PC0——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadccombine_mode_ordinary_shift_twoslave_dma3 ?

軟件設計

? 3) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于觸發的TMR(TMR1_TRGOUT event)

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置及設定

等待觸發完畢后關閉觸發TMR

獲取轉換數據

4) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

TMR配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，最終串口打印的轉換數據如下。 ADC轉換數據以半字為單位進行傳輸，傳輸順序為： (ADC2的轉換通道<<8)|ADC1的轉換通道； (ADC1的轉換通道<<8)|ADC3的轉換通道； (ADC3的轉換通道<<8)|ADC2的轉換通道； (ADC2的轉換通道<<8)|ADC1的轉換通道……

圖23. ADC DMA模式3實驗結果

? ?

案例 ADC DMA模式4

功能簡介

? ADC主從組合模式下的普通通道轉換數據需經DMA傳輸。DMA支持多種模式，不同模式數據的傳輸規則存在明顯差異。 當選擇不適用的DMA模式傳輸轉換數據時，會因傳輸不及時導致數據溢出等問題。因此應用中ADC主從組合模式與DMA模式需要按照RM要求搭配使用。 DMA模式4適用ADC組合模式如下： 6/8位分辨率的普通同時模式(雙從機)、6/8位分辨率的普通位移模式(雙從機) 本案例將以“DMA模式4+8位分辨率的普通位移模式(雙從機)”為基礎進行使用示范。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4——3.3V PA7——GND PC0——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadccombine_mode_ordinary_shift_twoslave_dma4 ?

軟件設計

? 1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于觸發的TMR(TMR1_TRGOUT event)

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置及設定

等待觸發完畢后關閉觸發TMR

獲取轉換數據

2) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

TMR配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，最終串口打印的轉換數據如下。 ADC轉換數據以字為單位進行傳輸，傳輸順序為： (ADC3的轉換通道<<16)|(ADC2的轉換通道<<8)|ADC1的轉換通道； (ADC3的轉換通道<<16)|(ADC2的轉換通道<<8)|ADC1的轉換通道…… 圖24. ADC DMA模式4實驗結果 ? ?

案例 ADC DMA模式5

功能簡介

? ADC主從組合模式下的普通通道轉換數據需經DMA傳輸。DMA支持多種模式，不同模式數據的傳輸規則存在明顯差異。 當選擇不適用的DMA模式傳輸轉換數據時，會因傳輸不及時導致數據溢出等問題。因此應用中ADC主從組合模式與DMA模式需要按照RM要求搭配使用。 DMA模式5適用ADC組合模式如下： 普通同時模式(雙從機)、普通位移模式(雙從機) 本案例將以“DMA模式5+普通同時模式(雙從機)”為基礎進行使用示范。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境 對應產品型號的AT-START BOARD PA4 and PA7 and PC0——3.3V PA5 and PB0 and PC2——GND PA6 and PB1 and PC3——1.5V左右 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadccombine_mode_ordinary_smlt_twoslave_dma5 ?

軟件設計

? 1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于觸發的TMR(TMR1_CH1 event)

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置及設定

等待觸發完畢后關閉觸發TMR

獲取轉換數據

2) 代碼介紹

GPIO配置函數代碼

TMR配置函數代碼

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，最終串口打印的轉換數據如下。 ADC轉換數據以字為單位進行傳輸，傳輸順序為： (ADC2第一個轉換通道<<16)|ADC1第一個轉換通道； ADC3第一個轉換通道； (ADC2第二個轉換通道<<16)|ADC1第二個轉換通道； ADC3第二個轉換通道； (ADC2第三個轉換通道<<16)|ADC1第三個轉換通道； ADC3第三個轉換通道 (ADC2第一個轉換通道<<16)|ADC1第一個轉換通道…… 圖25. ADC DMA模式5實驗結果

案例 ADC偵測Vref電壓

功能簡介

? 實際應用場景中，受外部電路等因素影響，ADC的模擬參考電壓可能出現波動，導致ADC轉換結果出現失真。當無法優化硬件時，可嘗試如下解決辦法。 ADC通道ADC1_IN17連接到了MCU的內部參考電壓，該內部參考電壓是經LDO輸出的穩定的1.2V電壓值。故可通過ADC1_IN17的轉換數據來反推當前的實際模擬參考電壓值。再以獲取的模擬參考電壓進行ADC轉換通道數據的計算。 本例將示例如何以ADC1_IN17的轉換結果來反推當前的模擬參考電壓值。 ?

資源準備

? 1) 硬件環境: 對應產品型號的AT-START BOARD 2) 軟件環境 projectat_start_f4xxexamplesadccurrent_vref_value_check ?

軟件設計

? 1) 配置流程

配置ADC使用的GPIO

配置用于普通通道數據傳輸的DMA

ADC相關配置及設定

普通通道軟觸發

獲取轉換數據反推當前Vref值

2) 代碼介紹

DMA配置函數代碼

ADC配置函數代碼

中斷服務函數代碼

main函數代碼

實驗效果

? 可通過串口打印查看實現效果，測試未獨立外接Vref，并使用AT-Link供電，可以看到實際Vref電壓固定保持3.32V左右。 圖26. ADC偵測Vref電壓實驗結果 ? ? ? ?

　　審核編輯：湯梓紅