【VW553入门手册】 | 立创开发板技术文档中心

配置流程

一般使用ADC功能，都需要有以下几个步骤。

配置时钟
配置引脚
配置ADC模式
配置数据对齐方式
配置分辨率
配置采集通道
配置触发方式
使能ADC

关于ADC的一些常规配置步骤在ADC光敏电阻实验章节中已经讲过了，这里就不再赘述。下面从通道配置部分进行介绍。ADC通道配置就是在前面ADC配置的基础上加多几路ADC通道功能和DMA请求。

配置引脚

自行选择支持ADC采集功能的引脚，案例中选择PA4~7引脚，分别对应ADC的4~7通道。

开启GPIOA的时钟，初始化PA4~7引脚为模拟输入模式，无上下拉电阻。

C++


rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_4);
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_5);
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_6);
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_7);

配置ADC模式

ADC的模式有4种，分别是单次、连续、扫描和间断转换模式。具体的讲解见章节【GD32的ADC介绍】，这里我们配置为扫描模式+连续模式，这样就可以根据自己的需要，配置采集通道进行持续的依次扫描采集对应引脚的模拟信号。也可以根据需要配置为连续模式和间断模式。

扫描模式配置如下：

C++

//使能连续转换模式
dc_special_function_config(ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
//使能扫描模式
adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE, ENABLE);

配置采集通道

我们需要配置的是使用的通道和采集通道个数。这里我们使用的是常规通道组，并且需要转换4个通道。

C++

/* ADC通道配置 */
adc_channel_length_config(ADC_ROUTINE_CHANNEL, 4);

/* 设置通道的采集顺序 */
adc_routine_channel_config(0, ADC_CHANNEL_4, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);
adc_routine_channel_config(1, ADC_CHANNEL_5, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);
adc_routine_channel_config(2, ADC_CHANNEL_6, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);
adc_routine_channel_config(3, ADC_CHANNEL_7, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);

根据以上的配置可以知道，当触发采集时，优先采集ADC通道4的数据，然后到ADC通道5，通道6，通道7。关于adc_routine_channel_config函数，它是用于配置ADC的采集顺序以及采样时间的配置。原型如下：

C++

void adc_routine_channel_config(uint8_t rank, uint8_t channel, uint32_t sample_time);

其一共有3个参数，各参数的含义如下：

rank：指定 ADC 转换顺序排名，取值范围为 0 到 15，越小的值表示越先转换。
channel：指定要转换的 ADC 通道，可以选择 ADC_CHANNEL_n 的形式，其中 n 取值为 0 到 18，表示不同的通道。
sample_time：指定采样时间，即每个转换的时间长度。可以选择 ADC_SAMPLETIME_nPOINT5的形式，其中 n 取值为 1、2、14、27、55、83、111、143或 479，分别表示n 个 ADC 时钟周期。

开启DMA请求

adc_dma_request_after_last_enable()是一个 ADC （模数转换器）的配置选项，用于在转换完成后继续请求 DMA （直接存储器访问）。在这个选项被启用后，ADC会在转换完成后，立即向DMA模块发送请求，以便将转换结果直接传输到内存中这样可以减少处理器的负担，提高系统的效率。

C++

//使能规则组通道每转换完成一个就发送一次DMA请求
adc_dma_request_after_last_enable();

配置完DMA请求后，还需要有一个使能操作，以开启ADC的DMA模式。

C++

//使能ADC的DMA模式
adc_dma_mode_enable();

最终的ADC全部配置参数如下：

关于 ADCDmaConfig();见后面章节。

C++

void AdcConfig(void)
{
    /* 使能引脚时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    /* 使能ADC时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC);
    /* 配置ADC时钟 */
    adc_clock_config(ADC_ADCCK_PCLK2_DIV4);

    /* 配置GPIO为模拟模式 */
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_4);
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_5);
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_6);
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_7);

    /*        使能连续转换模式        */
    adc_special_function_config(ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);

    /*        使能扫描模式        */
    adc_special_function_config( ADC_SCAN_MODE, ENABLE);

    /* 配置数据对齐方式 */
    adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);

    /* ADC通道配置 */
    adc_channel_length_config(ADC_ROUTINE_CHANNEL, 4U);

    /* 设置采集通道 */
    adc_routine_channel_config(0U, ADC_CHANNEL_4, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);
    adc_routine_channel_config(1U, ADC_CHANNEL_5, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);
    adc_routine_channel_config(2U, ADC_CHANNEL_6, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);
    adc_routine_channel_config(3U, ADC_CHANNEL_7, ADC_SAMPLETIME_111POINT5);

    /*        ADC0设置为12位分辨率                */
    adc_resolution_config( ADC_RESOLUTION_12B);

    /*        ADC外部触发禁用, 即只能使用软件触发                */
    adc_external_trigger_config(ADC_ROUTINE_CHANNEL, EXTERNAL_TRIGGER_DISABLE);

    /*        使能规则组通道每转换完成一个就发送一次DMA请求                */
    adc_dma_request_after_last_enable();

    /* 使能DMA请求 */
    adc_dma_mode_enable();

    /* 使能ADC功能 */
    adc_enable();

    /* 配置ADC的DMA功能 */
    ADCDmaConfig();
}

ADC的DMA采集配置流程

一般使用ADC的DMA功能，都需要有以下几个步骤。

开启时钟
配置参数结构体
配置DMA模式
使能通道外设

开启时钟

老规矩，使用外设之前要先开启时钟，而GD32VW553HQM6只有一个DMA。

时钟使能如下：

C++

/* 开启时钟 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA);

配置参数结构体

关于DMA的参数结构体在串口DMA接收章节已经进行过说明，这里不再讲述。

关于配置结构体和初始化代码如下：

C++

//清除 DMA通道0 之前配置
dma_deinit(DMA_CH0);

//       DMA初始化配置
dma_single_data_parameter.periph_addr = (uint32_t)(&ADC_RDATA);  //设置DMA传输的外设地址为ADC0基地址
dma_single_data_parameter.periph_inc = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;   //关闭外设地址自增
dma_single_data_parameter.memory0_addr = (uint32_t)(gt_adc_val); //设置DMA传输的内存地址为 gt_adc_val数组
dma_single_data_parameter.memory_inc = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;  //开启内存地址自增（因为不止一个通道）
dma_single_data_parameter.periph_memory_width = DMA_PERIPH_WIDTH_16BIT;//传输的数据位 为 16位
dma_single_data_parameter.direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; //DMA传输方向为 外设往内存
dma_single_data_parameter.number = 4*30;//传输的数据长度为：4个通道 * 每个通道采集30次
dma_single_data_parameter.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;//设置高优先级
dma_single_data_mode_init( DMA_CH0, &dma_single_data_parameter);    //将配置保存至DMA的通道0

因为我们是采集4个ADC通道的数据到我们的内存之中，选择的是外设往内存。其中外设地址一直保持不变，一直为ADC的读取地址；内存地址为我们的数据缓存数组gt_adc_val，当有数据时就存入该数组。而每个通道的数据不能互相干扰，所以需要开启内存地址自增，防止数据叠加形成混乱数据。

传输的长度是根据开启了多少个ADC通道，例如我开启了2个通道，每一个通道采集1次，则传输的数据长度为2*1=2。但是由于ADC的采集有误差，所以通常每一个通道需要采集多次进行滤波。例如开启了4个通道，每一个通道采集30次，则传输的数据长度为4*30=120。

配置DMA模式

在配置好DMA参数之后，还需要配置DMA的模式。我们使用ADC的DMA功能就是为了让DMA自动的一直帮我们搬运ADC的数据到内存之中。如何让DMA循环搬运ADC的数据？可以使用dma_circulation_enable函数，原型如下：

C++

void dma_circulation_enable(dma_channel_enum channelx);

通过启用 DMA 循环模式，可以实现 DMA 在完成一次传输后自动重新开始下一次传输，而无需重新配置。这在需要连续处理大量数据、循环缓冲区等应用场景中非常有用。它只有一个参数，channelx参数为开启的DMA通道。实际应用如下：

C++

//使能DMA通道0循环模式
dma_circulation_enable( DMA_CH0 );

使能通道外设

在配置好DMA参数和模式之后，还需要使能通道外设才能正常使用通道。

C++

void dma_channel_subperipheral_select(dma_channel_enum channelx, dma_subperipheral_enum sub_periph);

这个函数是DMA通道外设选择。有两个参数，第一个参数channelx就是要使用的通道，第二个参数sub_periph就是要开启的通道外设。关于外设通道如图所示。

我们使用的是ADC的DMA功能，其配置如图所示。

可见最前面的数值是000，对应的10进制也就是0，对应于枚举定义就是DMA_SUBPERI0。

使能通道外设代码如下：

C++

/* 使能通道外设 */
dma_channel_subperipheral_select(DMA_CH0, DMA_SUBPERI0);

使能通道外设之后还需要使能对应的通道。

C++

void dma_channel_enable(dma_channel_enum channelx);

这个函数是使能DMA通道。有一个参数，这个参数channelx是要使用的DMA通道。

配置代码如下：

C++

/* 使能DMA通道 */
dma_channel_enable(DMA_CH0);

最终的DMA配置如下：

C++

/***********************
采样次数  30
ADC通道    4
***********************/
uint16_t gt_adc_val[30][4];  //DMA缓冲区

void ADCDmaConfig(void)
{
        /* DMA初始化功能结构体定义 */
        dma_single_data_parameter_struct dma_single_data_parameter;

        /* 使能DMA时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA);

        /*        清除 DMA通道0 之前配置         */
        dma_deinit(DMA_CH0);

        /*        DMA初始化配置         */
        dma_single_data_parameter.periph_addr = (uint32_t)(&ADC_RDATA);          //设置DMA传输的外设地址为ADC0基地址
        dma_single_data_parameter.periph_inc = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;      //关闭外设地址自增
        dma_single_data_parameter.memory0_addr = (uint32_t)(gt_adc_val);         //设置DMA传输的内存地址为 gt_adc_val数组
        dma_single_data_parameter.memory_inc = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;       //开启内存地址自增（因为不止一个通道）
        dma_single_data_parameter.periph_memory_width = DMA_PERIPH_WIDTH_16BIT;  //传输的数据位 为 16位
        dma_single_data_parameter.direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;              //DMA传输方向为 外设往内存
        dma_single_data_parameter.number = 4*30;                                 //传输的数据长度为：4个通道 * 每个通道采集30次
        dma_single_data_parameter.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;                  //设置高优先级
        dma_single_data_mode_init( DMA_CH0, &dma_single_data_parameter);         //将配置保存至DMA的通道0

        /*        DMA通道外设选择                */
        /*        用户手册的166页根据PERIEN[2:0]值确定第三个参数，例是100 则为DMA_SUBPERI4          例是010 则为DMA_SUBPERI2         */
        /*        我们是ADC0功能，PERIEN[2:0]值为000，故为DMA_SUBPERI0                */
        dma_channel_subperipheral_select( DMA_CH0, DMA_SUBPERI0);

        /*        使能DMA通道0循环模式 */
        dma_circulation_enable( DMA_CH0 );

        /*        启动DMA的通道0功能 */
        dma_channel_enable( DMA_CH0 );

    //开始软件转换
    adc_software_trigger_enable(ADC_ROUTINE_CHANNEL);
}

当配置完ADC之后，开启软件转换即可开始自动采集。

采集转换

我们现在用的是ADC+DMA功能，开启了软件转换之后，我们直接去对应的内存中取出数据即可。

C++

uint16_t adc_channel_sample(uint8_t channel)
{
    unsigned char i = 0;
    unsigned int AdcValue = 0;

    /* 因为采集30次，故循环30次 */
    for(i=0;i<30;i++)
    {
        /*    累加    */
        AdcValue += gt_adc_val[i][channel];
    }
    /* 求平均值 */
    AdcValue=AdcValue / 30;

    return AdcValue;
}

实验现象

在main.c中调用uint16_t adc_channel_sample(uint8_t channel)函数，采集4个引脚的电压，并通过串口输出。

C++


#include "gd32vw55x.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_adc.h"
#include "bsp_usart.h"

/*!
    \brief      main function
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
int main(void)
{
    unsigned int adc_value = 0;
    float voltage = 0.0;

    /* 使能全局中断 */
    eclic_global_interrupt_enable();

    /* 中断分组 */
    eclic_priority_group_set(ECLIC_PRIGROUP_LEVEL2_PRIO2);

    systick_config();

    Uart0InitConfig(115200);

    AdcConfig();
    printf("start Demo\r\n");

    while(1)
    {
        adc_value =  adc_channel_sample(0);
        printf("adc_value0 = %d\r\n", adc_value );

        adc_value =  adc_channel_sample(1);
       printf("adc_value1 = %d\r\n", adc_value );

        adc_value =  adc_channel_sample(2);
        printf("adc_value2 = %d\r\n", adc_value );

        adc_value =  adc_channel_sample(3);
        printf("adc_value3 = %d\r\n", adc_value );
        delay_1ms(100);
    }
}

往PA4 PA6接入GND，往PA5 PA7接入3.3V。得到以下结果。

注意⚠

开启ADC功能时，引脚不能浮空！否则数据不准确！

关于这一章节的代码，可以在开发板资料/03 - 软件资料/代码例程/里面的013ADC多通道DMA采集。

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