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

void  Adc_Configuration(void)
{
  DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
  ADC_InitTypeDef   ADC_InitStructure;
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC   | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

  /* Enable DMA1 clock */
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

  DMA_DeInit(DMA1_Channel1);                                        /* 复位DMA1寄存器到缺省状态 */
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;                   /* 选择ADC1的数据寄存器作为源 */
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_Sample.Ch1Buf;                   /* 目标地址 */
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                            /* 设置DMA传输方向，外设(ADC)作为源 */
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SAMPLE_COUNT;                              /* 设置缓冲区大小 */
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;              /* 外设地址不自增 */
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                       /* 存储器地址需要自增 */
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;   /* 选择外设传输单位：16bit */
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;           /* 选择内存传输单位：16bit */
  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                                 /* 无需循环模式   */
  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                           /* 选择DMA优先级 */
  DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                                  /* DMA传输类型，不是内存到内存 */
  DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

  /* Enable DMA1 channel1 */
  DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);


 /* 配置ADC1  */

  /* ADCCLK = PCLK2/2 */
  RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div2);     /* ADCCLK = PCLK2/2 = 36MHz */

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

  ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;                       /* 连续转换静止 */
  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3;     /* 选择TIM1的CC3做触发 */
  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;                    /* 数据右对齐,高位为0 */
  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;                                   /* 1个通道 */
  ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

  /* ADC1 regular channels configuration */
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_1Cycles5);

  /* Enable ADC1 external trigger conversion */
  ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);

  /* 使能 ADC1 */
  ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

  /* Enable ADC1 DMA */
  ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

  /* 使能 ADC1 复位校准寄存器 */
  ADC_ResetCalibration(ADC1);
  /* 检测复位校准寄存器 */
  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

  /* 开始 ADC1 校准 */
  ADC_StartCalibration(ADC1);
  /* 等待校准结束 */
  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));


  /* 配置采样触发定时器，使用TIM1 CC1 */
  ADC_SampleRate(ADC_Sample.SampleFreq);    /* 修改采样频率 */
}

/*
 * Function Name  : ADC_SampleRate
 * Description    : 修改ADC的采样频率
 * Input          : - freq: 采样频率 单位Hz
 * Output         : None
 * Return         : None
 * Attention          : None
 */
void ADC_SampleRate(uint32_t freq)
{
  /* 配置定时器1第3通道CC3作为ADC1的触发源 */
  uint16_t Period;
  TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

  TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);

    /* 采样频率计算公式 : period = 72000000 / freq ; 1200 == 60KHz 采样频率 */
  Period = 72000000 / freq;

  /* Enable TIM1 clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

  TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = Period;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;        /* 计数频率 = 72000 000 / 18 = 4000 000    */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

  /* TIM1 channel1 configuration in PWM mode */
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period / 2;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
  TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);

  /* TIM1 counter enable */
  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

  /* TIM1 main Output Enable */
  TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
}

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。