电机控制-stm32f4 AD配置（一）

电机控制中用到的外设只有3个：AD TIM_PWM TIM_ABZ。所以这三种外设的配置一定要熟悉。

今天先来看AD的配置。参考安富莱第44章。

电机控制中至少需要两路AD：currA currB。最多需要三个AD：currA currB DCBUS。可以打开也可以不打开中断。

历程中是以AD中断作为控制周期。我这里打算TIM pwm下溢作为控制周期。所以不用打开中断。

需要打开DMA。

一、AD功能详细介绍

STM32_F4_ADC_lxtqyh的博客-CSDN博客_stm32f4adc通道

1.1 ADC简介

12 位 ADC 是逐次趋近型模数转换器。它具有多达 19 个复用通道，可测量来自 16 个外部源、两个内部源和 VBAT 通道的信号。这些通道的 A/D 转换可在单次、连续、扫描或不连续采样模式下进行。ADC 的结果存储在一个左对齐或右对齐的 16 位数据寄存器中。ADC 具有模拟看门狗特性，允许应用检测输入电压是否超过了用户自定义的阈值上限或下限。

point：
1： 一共可以测19个通道的信号。
2: 单次：
　　连续：
　　扫描：
　　不连续采样：
3：左对齐、右对齐：一般是选择右对齐。
4：允许检测输入电压是否超过自定义的阈值的上下限。

1.2 ADC主要特性

可配置 12 位、10 位、8 位或 6 位分辨率
在转换结束、注入转换结束以及发生模拟看门狗或溢出事件时产生中断
单次和连续转换模式
用于自动将通道 0 转换为通道“n”的扫描模式
数据对齐以保持内置数据一致性
可独立设置各通道采样时间
外部触发器选项，可为规则转换和注入转换配置极性
不连续采样模式
双重/三重模式（具有 2 个或更多 ADC 的器件提供）
双重/三重 ADC 模式下可配置的 DMA 数据存储
双重/三重交替模式下可配置的转换间延迟
ADC 电源要求：全速运行时为 2.4 V 到 3.6 V，慢速运行时为 1.8 V
ADC 输入范围：

规则通道转换期间可产生 DMA 请求

point：
1：产生中断的时刻：
2：数据对齐方式（左 右）
3：各通道采样时间可单独设置。
4：外部触发，规则转换：
　　注入转换：
5：单次：
　　连续：
 　不连续：
　　扫描：
6：两重模式、三种模式：

二、ADC框图

 

 

 

 

 

 

框图说明：

①处：电源相关，是 ADC 的供电电源（）和参考电源()。为了提高转换的精确度，ADC使用一个独立的电源供电，过滤和屏蔽来自印刷电路板上的毛刺干扰；ADC的电源引脚为VDDA，
电源地为VSSA，如果有VREF- 引脚(根据封装而定)，它必须连接到VSSA，确保共地。ADC的参考电压都是通过Vref+提供的。100脚以上的型号，Vref+引到了片外，引脚
名称为Vref+；64脚和小于64脚的型号，Vref+在芯片内部与VCC信号线相连，没有引到片外，这样AD的参考电压就是VCC上的电压。VDDA和VREF的电压范围请查阅手册。

②处：输入通道，ADC的输入通道，F4系列单片机ADC共有19个通道（每个ADC都有19个），其中外部的16个通道就是框图中的ADCx_IN0到ADCx_IN15，这16个通道对应着不
同的IO口，具体对应关系可以在手册或者CUBEMX配置界面获得。另外三个内部通道连接温度传感器、内部电压和电池电压。F4系列的不同型号略有差异，需要查阅手册确定。

③处：注入类通道、规则类通道，STM32F4将ADC的转换分为2类通道：规则通道和注入通道。规则通道相当于正常运行的程序，而注入通道，就相当于中断。注入通道的转换可以打
断规则通道的转换，在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。规则通道组最多包含16个通道，而注入通道组最多包含4个通道。

④处： ADC 的触发源，ADC转换可以由控制寄存器ADC_CR2的位ADON来启动（软件启动），也可以由外部事件的触发来启动转换。使用控制寄存器启动时，很简单，写1开始转换；写0停
止转换。使用外部事件来触发转换，这个触发包括内部定时器触发和外部IO触发。触发源的选择由ADC_CR2的EXTSEL[2:0]和JEXTSEL[2:0]位来控制，EXTSEL[2:0]用于规
则通道的触发源，JEXTSEL[2:0]用于选择注入通道的触发源。如果使能了外部触发事件，我们还可以通过设置ADC控制寄存器2：ADC_CR2的EXTEN[1:0]和JEXTEN[1:0]来
控制触发极性，可以有4种状态：禁止触发检测、上升沿检测、下降沿检测以及上升沿和下降沿均检测。电机中可以用TIM来触发AD，也可以在中断服务函数中软件启动AD。

⑤处：ad时钟，ADC的时钟源来源于ADC预分频器，是由PCLK2经过ADC Prescaler 得到。最大为36MHz，通常设置为21MHz。分频因子由ADC通用寄存器ADC_CCR的ADCPRE[1:0]设
置，可设置的分频系数有2、4、6和8。

⑥处：转换结果，当ADC转换完成后，根据转换组的不同，规则组的数据放在ADC_DR寄存器，注入组的数据放在JDRx寄存器。如果使用双重或者三重模式那规则组数据是存放在通用寄存
器ADC_CDR内的。规则通道有16个，规则寄存器只有一个，如果使用多通道转换，那转换的数据就全都挤在了DR里面，前一个时间点转换的通道数据，就会被下一个时间点的
另外一个通道转换的数据覆盖掉，所以当通道转换完成后就应该吧数据取走（规则组应立即读取，否则会覆盖）。或者开启DMA模式，将数据传输到内存里面，常用的方法是开启DMA传输。
注入组有4个通道，相应的寄存器也有4个，这个不会有数据覆盖问题。（注入组没有覆盖问题）。电机中，都放入规则组即可。

⑦处：中断，数据转换结束后，可以产生中断，中断分为四种：规则通道转换结束中断、注入转换通道转换结束中断、模拟看门狗和溢出中断。模拟看门狗中断：当ADC转换的模拟
电压低于阈值或者高于阈值时，就会产生中断，前提是我们开启了模拟看门狗中断。溢出中断：如果DMA传输数据丢失，会置位ADC状态寄存器ADC_SR和OVR位，如果同时使能
了溢出中断，那在转换结束后会产生一个溢出中断。规则和注入通道转换结束后，除了产生中断，还可以产生DMA请求，将转换好的数据直接存储在内存里面。电机中不开启终端，
开启DMA即可。

 

三、功能说明

3.1 单次转换、连续转换、扫描模式之间的关系

 

 

电机中，若使用“不启动scan，单次扫描”，在控制中断的服务函数中，先软起动adc1的ch1，读取currA，然后软起动adc1的ch2，读取currB。这样花费两个ad时间。
如果同时采用两个adc（adc1 adc2），同时启动adc1 adc2 ，则只花费一个ad时间。
也可以使用“启动scan，单次转换”，这样也是2个ad时间。
注意：ch>1时，规则组的转换结果需要及时读取，尤其是开启了scan的情况。

3.2 注入通道管理

 注入通道分为触发注入和自动注入两种方式，关于这两种方式的功能、特性和注意事项，手册上写的很清晰且没有歧义，这里不再多余描述，请直接查阅手册。

 

 一般电机中不用注入通道。

3.3不连续采样模式（间断采样模式）

如果需要对多个ADC通道进行分组转换，组与组之间希望有可调的时间间隔。采样间断模式可能会比较方便。这块手册上也写的比较详细其且没有歧义。这里就不再过多描述。如果想详细了解，可以参阅手册或者点击这一篇博客。

电机中没有这个需求，而是越快越好。

3.4 采样时间计算

 

3.5 使用DMA的一些注意事项

1.开启ADC的DMA功能，建议在ADC校准之后进行。换句话说校准ADC前不要使能其ADC的DMA功能。尤其涉及到多通道ADC  DMA传输时要注意这个次序。（先校准ad，再使能dma）
2.如果使用ADC的DMA传输，在启动AD转换时，DMA需配置好且被使能待命。（启动ad前要使能dma）
3.在多通道ADC DMA传输时，经常出现因为缓冲区数据类型、源数据类型不一致导致的异常状况。这里主要是因为数据宽度不一致所导致的问题。

3.6 多重ADC模式

在具有两个或更多 ADC 的器件中，可使用双重（具有两个 ADC）和三重（具有三个 ADC）ADC 模式。在多重 ADC 模式下，通过 ADC1 主器件到 ADC2 和 ADC3 从器件的交替触发或同时触发来启动转换，具体取决于 ADC_CCR 寄存器中的 MULTI[4:0] 位所选的模式。
注意：

·在多重 ADC 模式下，配置外部事件触发转换时，应用必须设置为仅主器件触发而禁止从器件触发，以防止出现意外触发而启动不需要的从转换。(主器件由外部触发，从器件由ad触发)
·不要在两个/三个 ADC 上转换同一通道（转换同一通道时，不允许两个/三个 ADC 采样时间 重叠）。

可实现以下四种模式：

• 注入同时模式
• 规则同时模式
• 交替模式
• 交替触发模式

也可按以下方式组合使用上述模式：

• 注入同时模式 + 规则同时模式
• 规则同时模式 + 交替触发模式

（1）注入同时模式

此模式可转换注入通道组。外部触发源来自 ADC1 的注入组多路复用器（通过 ADC1_CR2 寄存器中的 JEXTSEL[3:0] 位进行选择）。同时触发可用于 ADC2 和 ADC3。

阿这，这实现了FPGA的同步功能啊...

（2）规则同时模式

此模式式可用于规则通道组。外部触发源来自 ADC1 的规则组多路复用器（通过 ADC1_CR2 寄存器中的 EXTSEL[3:0] 位进行选择）。同时触发可于 ADC2 和 ADC3。

 

 

电机中用这个最好。

（3）交替模式

此模式只能用于规则组（通常为一个通道）。外部触发源来自 ADC1 的规则通道多路复用器。

 

对单通道多次采样。电机用不上。

（4）交替触发模式

此模式只能用于注入组。外部触发源来自 ADC1 的规则通道多路复用器。

 

 

 

好复杂，用不上这个场景

（5）其他符合模式

略。

3.7温度传感器

略。

 

3.8 关于中断的说明