STM32F103ZET6 之 ADC+TIM+DMA+USART 综合实验

1、实验目的

1)使用 TIM1 触发 ADC,ADC 采集的数据通过DMA 传至内存,然后通过串口打印出采集的数据;

2)学会 DMA 传输数据并将数据进行保存;

3)验证ADC 的采样率与实际设置的是否相符。

2、硬件资源

1)指示灯

2)ADC

3)DMA

4)TIM

5)杜邦线

3、软件设计

  1. void  Adc_Configuration(void)
  2. {
  3. DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
  4. ADC_InitTypeDef   ADC_InitStructure;
  5. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  6. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC   | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  7. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  8. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  9. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  10. GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  1. /* Enable DMA1 clock */
  2. RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
  3. DMA_DeInit(DMA1_Channel1);                                        /* 复位DMA1寄存器到缺省状态 */
  4. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;                   /* 选择ADC1的数据寄存器作为源 */
  5. DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_Sample.Ch1Buf;                   /* 目标地址 */
  6. DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                            /* 设置DMA传输方向,外设(ADC)作为源 */
  7. DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SAMPLE_COUNT;                              /* 设置缓冲区大小 */
  8. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;              /* 外设地址不自增 */
  9. DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                       /* 存储器地址需要自增 */
  10. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;   /* 选择外设传输单位:16bit */
  11. DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;           /* 选择内存传输单位:16bit */
  12. DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                                 /* 无需循环模式   */
  13. DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                           /* 选择DMA优先级 */
  14. DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                                  /* DMA传输类型,不是内存到内存 */
  15. DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
  16. /* Enable DMA1 channel1 */
  17. DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
  18. /* 配置ADC1  */
  19. /* ADCCLK = PCLK2/2 */
  20. RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div2);     /* ADCCLK = PCLK2/2 = 36MHz */
  21. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
  22. ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
  23. ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
  24. ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;                       /* 连续转换静止 */
  25. ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3;     /* 选择TIM1的CC3做触发 */
  26. ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;                    /* 数据右对齐,高位为0 */
  27. ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;                                   /* 1个通道 */
  28. ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
  29. /* ADC1 regular channels configuration */
  30. ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_1Cycles5);
  31. /* Enable ADC1 external trigger conversion */
  32. ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);
  33. /* 使能 ADC1 */
  34. ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
  35. /* Enable ADC1 DMA */
  36. ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
  37. /* 使能 ADC1 复位校准寄存器 */
  38. ADC_ResetCalibration(ADC1);
  39. /* 检测复位校准寄存器 */
  40. while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
  41. /* 开始 ADC1 校准 */
  42. ADC_StartCalibration(ADC1);
  43. /* 等待校准结束 */
  44. while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
  45. /* 配置采样触发定时器,使用TIM1 CC1 */
  46. ADC_SampleRate(ADC_Sample.SampleFreq);    /* 修改采样频率 */
  47. }
  48. /*
  49. * Function Name  : ADC_SampleRate
  50. * Description    : 修改ADC的采样频率
  51. * Input          : - freq: 采样频率 单位Hz
  52. * Output         : None
  53. * Return         : None
  54. * Attention          : None
  55. */
  56. void ADC_SampleRate(uint32_t freq)
  57. {
  58. /* 配置定时器1第3通道CC3作为ADC1的触发源 */
  59. uint16_t Period;
  60. TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
  61. TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  62. TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);
  63. /* 采样频率计算公式 : period = 72000000 / freq ; 1200 == 60KHz 采样频率 */
  64. Period = 72000000 / freq;
  65. /* Enable TIM1 clock */
  66. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
  67. TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
  68. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = Period;
  69. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;        /* 计数频率 = 72000 000 / 18 = 4000 000    */
  70. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;
  71. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  72. TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);
  73. /* TIM1 channel1 configuration in PWM mode */
  74. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  75. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  76. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period / 2;
  77. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
  78. TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
  79. /* TIM1 counter enable */
  80. TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
  81. /* TIM1 main Output Enable */
  82. TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
  83. }

采样率的确定:

由两部分组成:ADC 转换时间 + 定时器的触发需要的时间

4、验证

验证程序是自己通过 DAC 产生一个正弦波,频率为 10KHz,设置ADC的采样频率为900KHz,通过串口打印出来的数据,可以确定一个周期的点数在90个左右,符合要求。

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