STM32笔记(三)ADC、DMA、USART的综合练习

STM32笔记（三）ADC、DMA、USART的综合练习

这是一个综合的例子，演示了ADC模块、DMA模块和USART模块的基本使用。

我们在这里设置ADC为连续转换模式，常规转换序列中有两路转换通道，分别是ADC_CH10(PC0)和ADC_CH16(片内温度传感器)。因为使用了自动多通道转换，数据的取出工作最适合使用DMA方式取出，so，我们在内存里开辟了一个u16 AD_Value[2]数组，并设置了相应的DMA模块，使ADC在每个通道转换结束后启动DMA传输，其缓冲区数据量为2个HalfWord，使两路通道的转换结果自动的分别落到AD_Value[0]和AD_Value[1]中。

然后，在主函数里，就无需手动启动AD转换，等待转换结束，再取结果了。我们可以在主函数里随时取AD_V alue中的数值，那里永远都是最新的AD转换结果。

如果我们定义一个更大的AD_V alue数组，并调整DMA的传输数据量（BufferSize）可以实现AD结果的循环队列存储，从而可以进行各种数字滤波算法。

接着，取到转换结果后，根据V=(AD_V alue/4096)*Vref+的公式可以算出相应通道的电压值，也可以根据 T(℃) = (1.43 - Vad)/34*10^(-6) + 25的算法，得到片内温度传感器的测量温度值了。

通过重新定义putchar函数，及包含"stdio.h"头文件，我们可以方便的使用标准C的库函数printf()，实现串口通信。

相关的官方例程，可以参考FWLib V2.0的ADC\ADC1_DMA和USART\printf两个目录下的代码。

本代码例子是基于万利199的开发板EK-STM32F实现，CPU=STM32F103VBT6

/****************************************************************************** * 本文件实现ADC模块的基本功能

* 设置ADC1的常规转换序列包含CH10和CH16(片内温度传感器）

* 设置了连续转换模式，并使用DMA传输

* AD转换值被放在了AD_Value[2]数组内，[0]保存CH0结果，[1]保存CH16结果

* GetV olt函数计算[0]的值对应的电压值（放大100倍，保留2位小数）

* GetTemp函数计算[1]的值对应的温度值，计算公式在相应函数内有说明

* 作者：jjldc（九九）

******************************************************************************* /

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "stm32f10x_lib.h"

#include "stdio.h"

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/

/* Private define ------------------------------------------------------------*/

#define ADC1_DR_Address ((u32)0x4001244C)

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

vu16 AD_Value[2];

vu16 i=0;

s16 Temp;

u16 V olt;

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

void RCC_Configuration(void);

void GPIO_Configuration(void);

void NVIC_Configuration(void);

void USART1_Configuration(void);

void ADC1_Configuration(void);

void DMA_Configuration(void);

int fputc(int ch, FILE *f);

void Delay(void);

u16 GetTemp(u16 advalue);

u16 GetVolt(u16 advalue);

/* Private functions ---------------------------------------------------------*/

/****************************************************************************** *

* Function Name : main

* Description : Main program.

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

int main(void)

{

RCC_Configuration();

GPIO_Configuration();

NVIC_Configuration();

USART1_Configuration();

DMA_Configuration();

ADC1_Configuration();

//启动第一次AD转换

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

//因为已经配置好了DMA，接下来AD自动连续转换，结果自动保存在AD_V alue处while (1)

{

Delay();

Temp = GetTemp(AD_Value[1]);

V olt = GetV olt(AD_Value[0]);

USART_SendData(USART1, 0x0c); //清屏

//注意，USART_SendData函数不检查是否发送完成

//等待发送完成

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);

printf("电压：%d.%d\t温度：%d.%d℃\r\n", \

Volt/100, V olt%100, Temp/100, Temp%100);

}

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : 重定义系统putchar函数int fputc(int ch, FILE *f)

* Description : 串口发一个字节

* Input : int ch, FILE *f

* Output :

* Return : int ch

******************************************************************************* /

int fputc(int ch, FILE *f)

{

//USART_SendData(USART1, (u8) ch);

USART1->DR = (u8) ch;

/* Loop until the end of transmission */

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET)

{

}

return ch;

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : Delay

* Description : 延时函数

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

void Delay(void)

{

u32 i;

for(i=0;i<0x4f0000;i++);

return;

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : GetTemp

* Description : 根据ADC结果计算温度

* Input : u16 advalue

* Output :

* Return : u16 temp

******************************************************************************* /

u16 GetTemp(u16 advalue)

{

u32 Vtemp_sensor;

s32 Current_Temp;

// ADC转换结束以后，读取ADC_DR寄存器中的结果，转换温度值计算公式如下：

// V25 - VSENSE

// T(℃) = ------------ + 25

// Avg_Slope

// V25：温度传感器在25℃时的输出电压，典型值1.43 V。

// VSENSE：温度传感器的当前输出电压，与ADC_DR 寄存器中的结果ADC_ConvertedValue 之间的转换关系为：

// ADC_ConvertedValue * Vdd

// VSENSE = --------------------------

// Vdd_convert_value(0xFFF)

// Avg_Slope：温度传感器输出电压和温度的关联参数，典型值4.3 mV/℃。

Vtemp_sensor = advalue * 330 / 4096;

Current_Temp = (s32)(143 - Vtemp_sensor)*10000/43 + 2500;

return (s16)Current_Temp;

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : GetVolt

* Description : 根据ADC结果计算电压

* Input : u16 advalue

* Output :

* Return : u16 temp

******************************************************************************* /

u16 GetVolt(u16 advalue)

{

return (u16)(advalue * 330 / 4096);

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : RCC_Configuration

* Description : 系统时钟设置

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

void RCC_Configuration(void)

{

ErrorStatus HSEStartUpStatus;

//使能外部晶振

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

//等待外部晶振稳定

HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

//如果外部晶振启动成功，则进行下一步操作

if(HSEStartUpStatus==SUCCESS)

{

//设置HCLK（AHB时钟）=SYSCLK

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

//PCLK1(APB1) = HCLK/2

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

//PCLK2(APB2) = HCLK

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

//设置ADC时钟频率

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div2);

//FLASH时序控制

//推荐值：SYSCLK = 0~24MHz Latency=0

// SYSCLK = 24~48MHz Latency=1

// SYSCLK = 48~72MHz Latency=2

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

//开启FLASH预取指功能

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

//PLL设置SYSCLK/1 * 9 = 8*1*9 = 72MHz

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

//启动PLL

RCC_PLLCmd(ENABLE);

//等待PLL稳定

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

//系统时钟SYSCLK来自PLL输出

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

//切换时钟后等待系统时钟稳定

while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08);

}

//下面是给各模块开启时钟

//启动GPIO

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | \ RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD,\

ENABLE);

//启动AFIO

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

//启动USART1

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

//启动DMA时钟

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

//启动ADC1时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : GPIO_Configuration

* Description : GPIO设置

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//PC口4567脚设置GPIO输出，推挽2M

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

//KEY2 KEY3 JOYKEY

//位于PD口的3 4 11-15脚，使能设置为输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 |\ GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

//USART1_TX

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//USART1_RX

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//ADC_CH10--> PC0

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : NVIC_Configuration

* Description : NVIC设置

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

void NVIC_Configuration(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

#ifdef VECT_TAB_RAM

// Set the Vector Table base location at 0x20000000

NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);

#else /* VECT_TAB_FLASH */

// Set the Vector Table base location at 0x08000000

NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);

#endif

//设置NVIC优先级分组为Group2：0-3抢占式优先级，0-3的响应式优先级

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

//串口中断打开

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : USART1_Configuration

* Description : NUSART1设置

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

void USART1_Configuration(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

USART_https://www.360docs.net/doc/3a6027980.html,ART_BaudRate = 19200;

USART_https://www.360docs.net/doc/3a6027980.html,ART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_https://www.360docs.net/doc/3a6027980.html,ART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_https://www.360docs.net/doc/3a6027980.html,ART_Parity = USART_Parity_No;

USART_https://www.360docs.net/doc/3a6027980.html,ART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_https://www.360docs.net/doc/3a6027980.html,ART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : ADC1_Configuration

* Description : ADC1设置（包括ADC模块配置和自校准）

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

void ADC1_Configuration(void)

{

ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //连续转换开启

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 2; //设置转换序列长度为2

ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

//ADC内置温度传感器使能（要使用片内温度传感器，切忌要开启它）

ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);

//常规转换序列1：通道10

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_13Cycles5);

//常规转换序列2：通道16（内部温度传感器），采样时间>2.2us,(239cycles)

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);

// Enable ADC1

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

// 开启ADC的DMA支持（要实现DMA功能，还需独立配置DMA通道等参数）

ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

// 下面是ADC自动校准，开机后需执行一次，保证精度

// Enable ADC1 reset calibaration register

ADC_ResetCalibration(ADC1);

// Check the end of ADC1 reset calibration register

while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

// Start ADC1 calibaration

ADC_StartCalibration(ADC1);

// Check the end of ADC1 calibration

while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

// ADC自动校准结束---------------

}

/****************************************************************************** *

* Function Name : DMA_Configuration

* Description : DMA设置：从ADC模块自动读转换结果至内存

* Input : None

* Output : None

* Return : None

******************************************************************************* /

void DMA_Configuration(void)

{

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&AD_Value;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

//BufferSize=2，因为ADC转换序列有2个通道

//如此设置，使序列1结果放在AD_Value[0]，序列2结果放在AD_Value[1]

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

//循环模式开启，Buffer写满后，自动回到初始地址开始传输

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

//配置完成后，启动DMA通道

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); }