二十二、ADC+DMA实验

1. 模块来源

采购链接：光敏电阻传感器模块光感应智能车配件

资料下载链接：

https://pan.baidu.com/s/1VMFN1fVo5jxB80IYTsY67A

资料提取码：y8jw

2. 规格参数

工作电压： 3.3-5V

工作电流： 1MA

模块尺寸： 31.1475 x 14.097mm

输出方式： DO接口为数字量输出 AO接口为模拟量输出

读取方式： ADC

管脚数量： 4 Pin（2.54mm间距排针）

3. 引脚分配接线图

光敏电阻	开发板
AO	PA5
DO	PA2
GND	GND
VCC	3V3

4. 配置流程

4.1 首先定义数组

uint16_t ADC_Value[10] = {0}; // DMA搬运的目标地址

4.2 使能时钟

厂家已经很方便的给我们提供了宏，直接使用。

__RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();        // 使能GPIOA时钟
__RCC_ADC_CLK_ENABLE();          // 使能ADC时钟
__RCC_DMA_CLK_ENABLE();          // 使能DMA时钟

4.3 GPIO配置

PA05_ANALOG_ENABLE() ;      //设定PA05(AIN5)为模拟输入

4.4 ADC初始化配置

我们使用该结构体进行初始化

我们配置相应的参数：

ADC_InitTypeDef   ADC_InitStruct;        // ADC初始化结构体

    /* ADC初始化 */
ADC_InitStruct.ADC_OpMode     = ADC_SingleChOneMode;         //单通道单次转换模式
ADC_InitStruct.ADC_ClkDiv     = ADC_Clk_Div128;              //PCLK分频
ADC_InitStruct.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk;            //5个ADC时钟周期
ADC_InitStruct.ADC_VrefSel    = ADC_Vref_VDDA;               //VDDA参考电压
ADC_InitStruct.ADC_InBufEn    = ADC_BufEnable;               //开启跟随器
ADC_InitStruct.ADC_TsEn       = ADC_TsDisable;               //内置温度传感器禁用
ADC_InitStruct.ADC_DMAEn      = ADC_DmaEnable;               //ADC转换完成触发DMA传输
ADC_InitStruct.ADC_Align      = ADC_AlignRight;              //ADC转换结果右对齐
ADC_InitStruct.ADC_AccEn      = ADC_AccDisable;              //转换结果累加不使能

参数说明

ADC_InitStruct.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;: 设置ADC的工作模式为单通道单次转换模式。这意味着在每次转换时，ADC只会对一个指定的通道进行一次采样转换。
ADC_InitStruct.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div128;: 配置ADC的时钟分频因子为128。ADC的时钟频率由PCLK（外设时钟）经过这个分频得到，分频系数的选择会影响ADC的转换速率和精度。较大的分频系数通常会使采样时间延长，但能提高转换精度。
ADC_InitStruct.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk;: 设置ADC的采样时间为5个ADC时钟周期。采样时间指的是ADC在真正开始转换之前对输入信号进行稳定采样的持续时间，更长的采样时间有助于减少采样误差，但会增加总的转换时间。
ADC_InitStruct.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;: 选择ADC的参考电压为VDDA，即模拟电源电压。这意味着ADC的满刻度范围将与VDDA的电压相同。
ADC_InitStruct.ADC_InBufEn = ADC_BufEnable;: 启用ADC的输入缓冲器（跟随器）。输入缓冲器可以提高输入阻抗，减少对信号源的影响，并可能提供一定的信号调理作用，适用于驱动能力较弱的信号源。
ADC_InitStruct.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;: 禁用内置温度传感器。这表示不会使用ADC来测量片上温度传感器的温度。
ADC_InitStruct.ADC_DMAEn = ADC_DmaEnable;: 启用DMA（直接内存访问）功能。这意味着ADC在每次转换完成后，会自动通过DMA将转换结果传输到内存，而无需CPU干预，提高数据传输效率。
ADC_InitStruct.ADC_Align = ADC_AlignRight;: 设置ADC转换结果的对齐方式为右对齐。这意味着转换结果的最高有效位（MSB）将位于数据字的最右侧，这对于大多数处理操作来说是最常见的格式。
ADC_InitStruct.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;: 禁用结果累加功能。ADC不会将新的转换结果累加到之前的转换结果上，每次转换都是独立的值。

4.5 ADC初始化

ADC_Init(&ADC_InitStruct);      //初始化ADC配置

4.6 配置ADC通道

CW_ADC->CR1_f.DISCARD = FALSE;             //配置数据覆盖更新，不包含在ADC结构体中
CW_ADC->CR1_f.CHMUX = ADC_ExInputCH5;      //配置ADC输入通道5，不包含在ADC结构体中

参数说明

FALSE：配置这个参数的意思是，允许数据覆盖更新。
ADC_ExInputCH5：ADC通道5的意思，也就对应引脚PA05。

4.7 配置ADC中断

ADC_ClearITPendingBit(ADC_IT_EOC);                // 清除中断标志
ADC_ITConfig(ADC_IT_EOC, ENABLE);                // 使能采集完成中断
ADC_EnableNvic(ADC_INT_PRIORITY);                // 使能NVIC中的ADC中断

4.8 编写ADC中断服务函数

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：ADC_IRQHandler
 * 函 数 说 明：ADC中断服务函数，在中断里开启下一次软件转换
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void ADC_IRQHandler(void)
{
    if (ADC_GetITStatus(ADC_IT_EOC) != RESET)
    {
        ADC_ClearITPendingBit(ADC_IT_EOC);
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //启动下一次ADC转换
    }
}

4.9 DMA初始化配置

使用结构体进行初始化配置

DMA_InitTypeDef   DMA_InitStruct;        // DMA初始化结构体

DMA_StructInit(&DMA_InitStruct); // 使用默认参数填充DMA初始化结构体

DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_MODE_BLOCK;                        // 使用BLOCK触发
DMA_InitStruct.DMA_TransferWidth = DMA_TRANSFER_WIDTH_16BIT;     // 数据宽度为12Bit
DMA_InitStruct.DMA_SrcInc = DMA_SrcAddress_Fix;                  // ADC外设地址固定
DMA_InitStruct.DMA_DstInc = DMA_DstAddress_Increase;             // 目标地址自动增加
DMA_InitStruct.DMA_TransferCnt = 10;                             // 自动转换10次
DMA_InitStruct.DMA_SrcAddress = (uint32_t)(&(CW_ADC->RESULT0));  // ADC数据寄存器地址（源地址）
DMA_InitStruct.DMA_DstAddress = (uint32_t)ADC_Value;             // 目标地址
DMA_InitStruct.TrigMode = DMA_HardTrig;                          // 硬件触发
DMA_InitStruct.HardTrigSource = DMA_HardTrig_ADC_TRANSCOMPLETE;  // ADC触发

参数说明

DMA_StructInit(&DMA_InitStruct);: 调用此函数来使用默认参数初始化DMA_InitStruct结构体，为接下来的自定义配置奠定基础。
DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_MODE_BLOCK;: 设置DMA的工作模式为BLOCK模式。在这种模式下，DMA在接收到触发信号后，会连续传输指定数量的数据块。
DMA_InitStruct.DMA_TransferWidth = DMA_TRANSFER_WIDTH_16BIT;: 配置DMA的数据传输宽度为16位。
DMA_InitStruct.DMA_SrcInc = DMA_SrcAddress_Fix;: 指定DMA源地址不变。这里表示ADC的数据寄存器地址在连续传输过程中保持固定，即每次传输都从同一个寄存器读取数据。
DMA_InitStruct.DMA_DstInc = DMA_DstAddress_Increase;: 设置目标地址递增。这意味着每次DMA传输完成后，目标地址（内存地址）会自动增加，以便连续写入多组转换结果。
DMA_InitStruct.DMA_TransferCnt = 10;: 配置DMA要执行的传输次数为10。这表示DMA将连续从ADC读取数据并写入内存10次，之后停止，除非再次触发。
DMA_InitStruct.DMA_SrcAddress = (uint32_t)(&(CW_ADC->RESULT0));: 指定了DMA的源地址为ADC数据寄存器RESULT0的地址。这是ADC转换结果存放的地方，DMA将从此处读取数据。
DMA_InitStruct.DMA_DstAddress = (uint32_t)ADC_Value;: 设置DMA的目标地址为数组ADC_Value的首地址。转换得到的数据将被直接写入这个数组。
DMA_InitStruct.TrigMode = DMA_HardTrig;: 选择硬件触发模式。这意味着DMA传输是由硬件事件触发的，而不是软件指令。
DMA_InitStruct.HardTrigSource = DMA_HardTrig_ADC_TRANSCOMPLETE;: 指定硬件触发源为ADC转换完成事件。这意味着每当ADC完成一次转换，就会触发DMA开始传输数据。

4.10 DMA初始化

DMA_Init(CW_DMACHANNEL1, &DMA_InitStruct);     // 初始化DMA

4.11 配置DMA中断

DMA_ClearITPendingBit(DMA_IT_ALL);               // 清除DMA所有中断标志位
DMA_ITConfig(CW_DMACHANNEL1, DMA_IT_TC, ENABLE); // 使能DMA_CHANNEL1发送完成中断

//使能DMA_CHANNEL1中断
__disable_irq();
NVIC_ClearPendingIRQ(DMACH1_IRQn);
NVIC_EnableIRQ(DMACH1_IRQn);
__enable_irq();

代码解析

DMA_ClearITPendingBit(DMA_IT_ALL);: 这行代码用于清除所有DMA中断的挂起标志位。DMA_IT_ALL是一个宏，表示清除所有类型的DMA中断标志。这通常在初始化阶段使用，以确保没有遗留的中断标志影响新的中断处理流程，保证从一个干净的状态开始。
DMA_ITConfig(CW_DMACHANNEL1, DMA_IT_TC, ENABLE);: 此函数用于配置特定DMA通道的中断。在这里，针对CW_DMACHANNEL1启用了传输完成中断(DMA_IT_TC)。这意味着当DMA通道1完成数据传输时，将触发一个中断。ENABLE参数表明中断被激活。
__disable_irq(); 和 __enable_irq();: 这两个函数用于临时禁用和重新启用中断。在修改中断相关的设置（如NVIC配置）之前禁用中断是一种常见的做法，可以防止在配置过程中被其他中断打断，导致配置不完整或不一致的问题。
NVIC_ClearPendingIRQ(DMACH1_IRQn);: 清除挂起的DMA通道1中断请求。这一步是预防性的，确保在使能中断之前，即使之前有中断请求挂起，也不会立即触发中断处理，让系统从一个已知的、干净的状态开始。
NVIC_EnableIRQ(DMACH1_IRQn);: 该函数用于使能DMA通道1对应的中断向量。在NVIC（嵌套向量中断控制器）中激活这个中断，意味着当DMA通道1完成传输时，CPU将响应并执行相应的中断服务例程(ISR)，进行必要的后处理工作。

4.12 编写DMA中断服务函数

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：DMACH1_IRQHandler
 * 函 数 说 明：DMA通道1中断服务函数，完成一次DMA传输，在中断里重新使能DMA
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void DMACH1_IRQHandler(void)
{
    if( DMA_GetITStatus(DMA_IT_TC1) )
    {
        DMA_ClearITPendingBit(DMA_IT_TC1);
        CW_DMACHANNEL1->CNT      = 0x10010;              //重置CNT计数
        CW_DMACHANNEL1->DSTADDR  = (uint32_t)ADC_Value;  //重置目的地址
        DMA_Cmd(CW_DMACHANNEL1, ENABLE);  //使能DMA
    }
}

主要是在中断里面重新使能DMA。

4.13 使能ADC和DMA

DMA_Cmd(CW_DMACHANNEL1, ENABLE);  //使能DMA

ADC_Enable();        //ADC使能

4.14 开启第一次软件转换

ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE); // 软件转换开始

我们只需要在初始化的时候开启第一次软件转换，后面的操作全部都有中断服务函数中进行。

5. 获取ADC数据平均值

ADC采集完毕之后DMA会自动帮我们把数据搬运到ADC_Value这个数组里面，我们每次进行10次ADC转换，也就是采集十次，将这十次数据依次放入ADC_Value[0] 到 ADC_Value[9] 中。

我们要将十次数据求和然后算平均值。

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：getAverage
 * 函 数 说 明：计算并返回ADC_Value数组中的数据平均值
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：平均值
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
uint32_t getAverage(void)
{
    uint64_t averageValue = 0;
    uint32_t Count = 10;

    for(int i = 0; i < Count; i++)
    {
        uint32_t temp = ADC_Value[i];

        if(temp == 0) // 如果采集的数据是0
        {
                Count--;  // 将本次剔除不计算在内

                continue;
        }
        averageValue += temp;
    }

    return (averageValue/Count);


}

6. 实验现象

烧写我们的代码之后，在串口助手中发送对应的数据，将会在串口助手中显示出来。

说明

关于这一章节的代码，在立创·地文星CW32F030C8T6开发板资料/第03章软件资料/代码例程/010ADC+DMA数据采集。

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二十二、ADC+DMA实验

1. 模块来源

2. 规格参数

3. 引脚分配接线图

4. 配置流程

4.1 首先定义数组

4.2 使能时钟

4.3 GPIO配置

4.4 ADC初始化配置

4.5 ADC初始化

4.6 配置ADC通道

4.7 配置ADC中断

4.8 编写ADC中断服务函数

4.9 DMA初始化配置

4.10 DMA初始化

4.11 配置DMA中断

4.12 编写DMA中断服务函数

4.13 使能ADC和DMA

4.14 开启第一次软件转换

5. 获取ADC数据平均值

6. 实验现象

显示类

传感器类

无线通信类

控制类

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1. 模块来源 ​

2. 规格参数 ​

3. 引脚分配接线图 ​

4. 配置流程 ​

4.1 首先定义数组 ​

4.2 使能时钟 ​

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4.5 ADC初始化 ​

4.6 配置ADC通道 ​

4.7 配置ADC中断 ​

4.8 编写ADC中断服务函数 ​

4.9 DMA初始化配置 ​

4.10 DMA初始化 ​

4.11 配置DMA中断 ​

4.12 编写DMA中断服务函数 ​

4.13 使能ADC和DMA ​

4.14 开启第一次软件转换 ​

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4.5 ADC初始化

4.6 配置ADC通道

4.7 配置ADC中断

4.8 编写ADC中断服务函数

4.9 DMA初始化配置

4.10 DMA初始化

4.11 配置DMA中断

4.12 编写DMA中断服务函数

4.13 使能ADC和DMA

4.14 开启第一次软件转换

5. 获取ADC数据平均值

6. 实验现象