如何利用STM32F10x芯片多路ADC去检测电压呢

参考资料：



STM32F10x系列芯片ADC通道和引脚对应关系。
stm32之adc多路采集+dma传输
8路ADC

adc.h

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H       
#include "sys.h"


#define N 100 //每通道采100次，再求平均
#define M 8 //为8个通道
extern u16 AD_Value[N][M]; //用来存放ADC转换结果，也是DMA的目标地址
extern u16 Average[M]; //用来存放求平均值之后的结果
void Adc_Init(void);
#endif


adc.c


#include "adc.h"
#include "delay.h"
u16 AD_Value[N][M]; //用来存放ADC转换结果，也是DMA的目标地址，每完成一次转换，DMA将数据依次存放到数组
u16 Average[M]; //用来存放求平均值之后的结果   
//初始化ADC
//这里我们仅以规则通道为例                                                                                                                  
void  Adc_Init(void)
{        
        ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );          //使能ADC1通道时钟


        RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M


        //PA0/PA1/PA2/PA3/PA4/PA5 作为模拟通道输入引脚                        
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;                //模拟输入引脚
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);       
       
        ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为默认值


        ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;        //ADC工作模式:ADC1独立模式
        ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;        //模数转换工作在扫描通道模式
        ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;        //模数转换工作在连续转换模式
        ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;        //转换由软件而不是外部触发启动
        ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;        //ADC数据右对齐
        ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel =8;        //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
        ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);        //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   


        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 5, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 6, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 7, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 8, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
       


  ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);  //使能 ADC_DMA
       
        ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1
       
        ADC_ResetCalibration(ADC1);        //使能复位校准  
         
        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));        //等待复位校准结束
       
        ADC_StartCalibration(ADC1);         //开启AD校准

        while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));         //等待校准结束
       
  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能       
}               


dma.h


#ifndef __DMA_H
#define        __DMA_H          
#include "sys.h"
void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr);//配置DMA1_CHx
void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx);//使能DMA1_CHx                  
#endif


dma.c


#include "dma.h"


DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;


            
//DMA1的各通道配置
//这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改
//从存储器->外设模式/16位数据宽度/存储器增量模式
//DMA_CHx:DMA通道CHx
//cpar:外设地址
//cmar:存储器地址
//cndtr:数据传输量
void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)
{
        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);        //使能DMA传输
       
  DMA_DeInit(DMA_CHx);   //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;  //DMA外设ADC基地址
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;  //DMA内存基地址
        DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  //数据传输方向，从外设发送到内存
        DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;  //DMA通道的DMA缓存的大小
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址寄存器不变
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址寄存器递增
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;  //数据宽度为16位
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; //数据宽度为16位
        DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;  //工作在循环缓存模式
        DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x拥有中优先级
        DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
        DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure);  


  DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //启动DMA通道       
}


main.c


#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "adc.h"
#include "dma.h"


int main(void)
{
    int i=0,j=0;
        float temp,SUM;
        delay_init();                     //延时函数初始化          
        uart_init(9600);                 //串口初始化为9600
        LED_Init();                                  //初始化与LED连接的硬件接口
        LCD_Init();                                   //初始化LCD
        Adc_Init();                                  //ADC初始化          
    MYDMA_Config(DMA1_Channel1,(u32)&ADC1->DR,(u32)&AD_Value,N*M);//DMA1通道1,外设为ADC1,存储器地址&AD_Value,长N*M


    POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
        LCD_ShowString(20,15,200,24,24,"8 Channel ADC+DMA");
        POINT_COLOR=MAGENTA;//设置字体为红色
   
        LCD_ShowString(60,40,200,16,16,"ADC_CH0_VOL:0.000V");
            
        LCD_ShowString(60,60,200,16,16,"ADC_CH1_VOL:0.000V");
   
        LCD_ShowString(60,80,200,16,16,"ADC_CH2_VOL:0.000V");
         
        LCD_ShowString(60,100,200,16,16,"ADC_CH3_VOL:0.000V");
         
        LCD_ShowString(60,120,200,16,16,"ADC_CH4_VOL:0.000V");
       
        LCD_ShowString(60,140,200,16,16,"ADC_CH5_VOL:0.000V");
       
        LCD_ShowString(60,160,200,16,16,"ADC_CH6_VOL:0.000V");
       
        LCD_ShowString(60,180,200,16,16,"ADC_CH7_VOL:0.000V");
       
       
        LCD_ShowString(80,200,200,24,24,"ADC+DMA");
         while(1)
        {
                //while((DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1)) == RESET );
         for(j=0;j          {
                for(i=0;i                  {
              SUM+=AD_Value[j]; //每个通道的数据求和，注意是二维数组的每列的数据求和
                 }
                Average[j]=SUM/N; //再取平均
                temp=(float)Average[j]*(3.3/4096.0);
                Average[j]=temp;
                LCD_ShowxNum(156,40+20*j,Average[j],1,16,0);//显示电压值的整数部分
                temp-=Average[j];
                temp*=1000;
                LCD_ShowxNum(172,40+20*j,temp,3,16,0X80);//显示电压值的小数部分
                Average[j]=0;//开众提醒置零
                SUM=0;//开众提醒置零
         }
                 POINT_COLOR=BLACK;//设置字体为黑色
          show_sentence24_24(20,260,200,24,24,"棒棒您好");
          show_sentence24_24(100,290,200,24,24,"恭喜成功了");
      LED0=!LED0;
                delay_ms(250);       
        }
}


把前面main.c的封装改造一下,其他文件不变：


#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "adc.h"
#include "dma.h"


void Show_other(void);
void ShowCH_Voltage(void);
int main(void)
{
        delay_init();                     //延时函数初始化          
        uart_init(9600);                 //串口初始化为9600
        LED_Init();                                  //初始化与LED连接的硬件接口
        LCD_Init();                                   //初始化LCD
        Adc_Init();                                  //ADC初始化          
    MYDMA_Config(DMA1_Channel1,(u32)&ADC1->DR,(u32)&AD_Value,N*M);//DMA1通道1,外设为ADC1,存储器地址&AD_Value,长N*M
        Show_other();
  while(1)
        {
                while((DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1)) == RESET);//每次搬运完，再处理数组得出电压
                 POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
                ShowCH_Voltage();
          
        }
}
       
void ShowCH_Voltage(void)
{
        int i=0,j=0;
        float temp,SUM;
        for(j=0;j          {
                for(i=0;i                  {
              SUM+=AD_Value[j]; //每个通道的数据求和，注意是二维数组的每列的数据求和
                 }
                Average[j]=SUM/N; //再取平均
                temp=(float)Average[j]*(3.3/4096.0);
                Average[j]=temp;
                LCD_ShowxNum(144,40+30*j,Average[j],1,24,0);//显示电压值的整数部分
                temp-=Average[j];
                temp*=10000;
                LCD_ShowxNum(144+24,40+30*j,temp,4,24,0X80);//显示电压值的小数部分
                Average[j]=0;//开众提醒置零
                SUM=0;//开众提醒置零
         }
}


void Show_other(void)
{
        int j=0;
        u8 ADC_Ch[20];
        POINT_COLOR=MAGENTA;//设置字体为紫色
        LCD_ShowString(20,15,200,24,24,"8 Channel ADC+DMA");
        show_sentence24_24(20,275,200,24,24,"棒棒恭喜成功");
        LCD_ShowString(120,295,200,24,24,"2020/12/4");       
        for(j=0;j         {
                sprintf((char*)ADC_Ch,"ADC_CH%d_VOL:0.0000V",j);//将int变量j打印到ADC_Ch数组。       
                LCD_ShowString(0,40+30*j,240,24,24,ADC_Ch);
        }
}

正点原子mini测试图：
有点疑惑：为什么数字会不停的跳变，都没有插线，连接通道5的接地，不是0.0000，也跳变。
总结：
配置ADC和DMA参数很重要，
对于ADC：
通道引脚配置成模拟输入 ，ADC采用扫描通道模式，循环连续转换，每转换一个通道，就将值存到ADC的DR寄存器，就一个这样的数据寄存器，所以定义了一个二维数组，通道DMA将ADC的DR寄存器每次更新的数据保存到二维数组，每扫描一趟，得到的是各通道的值，8个通道就得到8个值（可看成一行），为得到有代表性的值，采集100次，然后取平均值，这样一来就有100行，对于二维数组每一列就是某个通道的值，将每列求和再取平均作为该通道的电压值。
**对于DMA：**配置地址，是将ADC的DR作为外设地址，将存数据的二维数组，作为内存地址，每当有通道转换结束时，就会请求DMA，将DR的数据搬到数组，搬数据永远在DR，但是存数据的是数组，所以外设递增不递增，内存地址递增。ADC循环扫描，所以DMA也循环模式搬运，每搬完一个二维数组大小的量（N*M），就置位TC，没有中断功能，所以没有使能TC中断，只是查看标志：while((DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1)) == RESET );





因为是ADC+DMA：不要忘了开启ADC_DMACmd
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); //使能 ADC_DMA
注意这个for循环，不是和平时输出二维数组那种架构
代码有一定的技巧性，比如 想的到浮点数的整数部分，就将浮点数直接赋值给非浮点数（u8,int,chan等），小数部分就用浮点数减去整数部分。

for(j=0;j          {
                for(i=0;i                  {
              SUM+=AD_Value[j]; //每个通道的数据求和，注意是二维数组的每列的数据求和
                 }
                Average[j]=SUM/N; //再取平均
                temp=(float)Average[j]*(3.3/4096.0);
                Average[j]=temp;
                LCD_ShowxNum(144,40+30*j,Average[j],1,24,0);//显示电压值的整数部分
                temp-=Average[j];
                temp*=10000;
                LCD_ShowxNum(144+24,40+30*j,temp,4,24,0X80);//显示电压值的小数部分
                Average[j]=0;//开众提醒置零
                SUM=0;//开众提醒置零
         }


还有sprintf这个函数，对于C这种底层语言来说太好用了，可用来直接更改字符串中需要更改的数字。


for(j=0;j         {
                sprintf((char*)ADC_Ch,"ADC_CH%d_VOL:0.0000V",j);将int变量j打印到ADC_Ch数组。       
                LCD_ShowString(0,40+30*j,240,24,24,ADC_Ch);
        }       


对照一下，和正点原子minifly遥控器的配置一样，注释得很到位
5个通道循环采集，每趟采集的数依次分别存入数组adc_value，采集10趟就需要50个数组元素来存储。ADC的配置为DMA_BufferSize = 5*ADC_SAMPLE_NUM;
因为ADC的DC寄存器是12位，所以定义每个数组元素为16位的。


#define ADC_SAMPLE_NUM        10//每个通道采样次数


u16 adc_value[5*ADC_SAMPLE_NUM];//ADC采集值存放缓冲区
//初始化ADC，使用DMA传输


采用半字节，连续，扫描模式传输


//初始化ADC，使用DMA传输
//通道PA0PA1PA3PA4
void Adc_Init(void)
{        
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
        DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
       
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOA时钟
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//使ADC1时钟
        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);//使能DMA时钟
       
        //PA012 作为模拟通道输入引脚                        
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;                //模拟输入引脚
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
        //PB01 作为模拟通道输入引脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
       
        //DMA 配置
        DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&ADC1->DR;         //ADC1->DR地址
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&adc_value;//内存地址
        DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
        DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 5*ADC_SAMPLE_NUM;
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址固定
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址增加
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;        //半字
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
        DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;                //循环传输
        DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
        DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
        DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
        DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
       
        ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值
        ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;        //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
        ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;                                //扫描模式，用于多通道采集
        ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;        //连续转换模式
        ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;        //转换由软件而不是外部触发启动
        ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;        //ADC数据右对齐
        ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 5;        //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
        ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);        //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   
        ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1
        ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC1 DMA
       
        RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
        //配置连续转换通道，55.5个采样周期
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);        //1个通道转换一次耗时21us 4个通道
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);        //采样个数ADC_SAMPLE_NUM
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_239Cycles5);        //总共耗时4*21*ADC_SAMPLE_NUM（64）=5.4ms<10ms
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_8, 4, ADC_SampleTime_239Cycles5);
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_9, 5, ADC_SampleTime_239Cycles5);
       
        ADC_ResetCalibration(ADC1);        //使能复位校准  
        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));        //等待复位校准结束
       
        ADC_StartCalibration(ADC1);         //开启AD校准
        while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));         //等待校准结束

        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能


}       


ADC_Filter函数也是这样求平均的，它采用的是一维数组，每隔5个元素就是同一个通道的数据，分别把5个通道的数据全加起来，求每个通道的平均值。利用指针将结果存入adc_val。adc_val数组的每个元素对应每个通道的均值。


//ADC均值滤波
void ADC_Filter(u16* adc_val)//；；；；未被调用过
{
        u16 i=0;
        u32 sum[5]={0,0,0,0};
       
        for(;i         {
                sum[0]+=adc_value[5*i+0];
                sum[1]+=adc_value[5*i+1];
                sum[2]+=adc_value[5*i+2];
                sum[3]+=adc_value[5*i+3];
                sum[4]+=adc_value[5*i+4];
        }
        adc_val[0]=sum[0]/ADC_SAMPLE_NUM;
        adc_val[1]=sum[1]/ADC_SAMPLE_NUM;
        adc_val[2]=sum[2]/ADC_SAMPLE_NUM;
        adc_val[3]=sum[3]/ADC_SAMPLE_NUM;
        adc_val[4]=sum[4]/ADC_SAMPLE_NUM;
}


通道PA0——————BAT
通道PA1——————ROLL
通道PA2——————PITCH
通道PB0——————YAW
通道PB1——————THRUSH
将说明的通道关系，用宏定义连续起来


#define  ADC_BAT                0
#define  ADC_ROLL                1
#define  ADC_PITCH                 2
#define  ADC_YAW                3
#define  ADC_THRUST                4


如果想获取某个通道的平均值，就将其传给下面函数的参数




u16 getAdcValue(u8 axis)//根据不同参数，获取不同姿态或油门的ADC值
{
        u32 sum=0;
        for(u8 i=0;i         {
                sum += adc_value[5*i+axis];
        }
        return sum/ADC_SAMPLE_NUM;
}


PA012和PB01都属于ADC1