STM32F407标准库实现 TIM定时器触发ADC+DMA采集 的代码，使用引脚PB1（ADC1通道9） 采样频率设定为 1.024MHz

<think>嗯，用户需要的是STM32F407使用标准库通过定时器触发ADC，并用DMA进行数据采集的代码示例。具体要求是PB1引脚（ADC1通道9），采样频率1.024MHz。首先，我得确认各个部分如何配置。 首先，定时器部分。因为ADC的触发需要定时器输出一个触发信号，所以需要配置TIM的定时触发。STM32F407的ADC可以用TIM的TRGO事件作为触发源。比如TIM2或TIM3。假设用户没有指定具体定时器，可以选择TIM2。接下来，采样频率是1.024MHz，也就是每秒采样1024000次。但STM32F407的ADC时钟最大是21MHz（如果主频是168MHz，ADC预分频为4分频的话）。不过，这么高的采样率可能超过ADC的能力，需要检查是否可行。 ADC的最大转换速度取决于时钟。比如，如果ADC时钟是21MHz，每个采样周期如果是3个ADC时钟周期的话，最大采样率是7MHz。但用户要求1.024MHz，这应该没问题。不过，这里可能存在误解，用户是否指的是采样频率为1.024KHz？或者确实是1.024MHz？如果是后者，那需要确认ADC的配置是否支持。可能用户可能有笔误，但按照问题描述是1.024MHz，所以需要按这个处理。 接下来，定时器如何配置触发频率。定时器需要产生一个更新事件来触发ADC。假设使用TIM2，时钟源是APB1，默认情况下APB1的时钟是42MHz（当主频是168MHz时）。定时器的频率计算为TIM_Clock / (Prescaler+1) / (Period+1)。例如，若希望TIM的触发频率是1.024MHz，则TIM的计数器频率应该是1.024MHz。但APB1的时钟是42MHz，所以分频系数可能需要调整。比如，预分频设为41，这样计数器频率是42MHz/(41+1)=1MHz。这时候，如果周期设置为0，那么ARR=0，这样每次计数器溢出就会触发一次，频率是1MHz。但用户需要的是1.024MHz，这可能不太容易精确匹配。或者可能用户需要的是1.024KHz？或者是否可能使用不同的定时器配置？ 这里可能需要进一步确认，或者用户可能对采样频率的要求有误。假设用户确实需要1.024MHz的采样率，但可能受限于硬件，ADC的最高采样率可能无法达到。此时可能需要调整，或者用户需要降低要求。例如，如果ADC时钟为21MHz，采样周期设置为3个周期，则每个转换时间为3/21MHz ≈ 0.142μs，即采样率约7MHz，远高于1.024MHz。因此，1.024MHz是可行的。此时定时器需要配置为触发频率1.024MHz。例如，如果APB1定时器时钟为84MHz（当APB1 prescaler为2，则定时器时钟为84MHz），预分频设置为83，得到定时器计数器频率为1MHz。但用户需要的是1.024MHz，可能需要调整。或者是否存在分频系数的问题？或者用户可能允许近似值？ 或者，可能用户希望以1.024Msps的采样率进行连续采样，这时候需要定时器以这个频率触发ADC转换。那么，定时器的更新事件频率应为1.024MHz。假设APB1的定时器时钟为84MHz，那么预分频设为83，得到1MHz的计数器时钟，然后将ARR设为0，这样每次计数器从ARR到0产生更新事件，频率是1MHz。这接近但略低于要求的1.024MHz。或者，如果APB1的时钟是84MHz，那么预分频设为82，则计数器频率是84/(82+1)= 84/83 ≈1.012MHz，还是不够。或者，可能用户有误，实际需要的是1.024KHz？或者是否可以使用其他定时器的时钟源？例如APB2的定时器可能时钟更高？ 或者，可能用户的需求存在误差，或者需要重新计算定时器参数。这里可能需要假设用户希望定时器触发ADC的频率为1.024MHz，并且根据硬件条件尽可能接近。例如，使用TIM2，APB1的时钟为42MHz，如果使用内部时钟倍频，TIM2的时钟可能实际上是84MHz？因为STM32中，如果APB1的分频系数不是1，则定时器时钟会是APB1的2倍。例如，如果APB1的分频系数是4，则APB1时钟为42MHz，而定时器时钟是84MHz。这时候，假设定时器的时钟源是84MHz，那么要得到1.024MHz的触发频率，分频系数为84MHz /1.024MHz ≈82.03125。需要取整数，所以预分频设为82-1=81，这样分频后的频率是84/(81+1)=84/82≈1.02439MHz，接近1.024MHz。这可能可行。然后，定时器的ARR设置为0，这样每次计数到0就触发一次更新事件。这样定时器的配置可能是： TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0; // ARR TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 81; // 分频系数 这样，触发频率是84MHz/(81+1)/(0+1) ≈1.02439MHz，接近用户的需求。这可能是一个可行的配置。 接下来是ADC的配置。ADC1需要配置为定时器触发模式，使用通道9（PB1）。需要设置ADC的触发源为TIM2的TRGO事件。同时，使用DMA将转换结果传输到内存。需要启用DMA循环模式，以连续传输数据。 DMA的配置需要注意数据宽度，ADC的结果是12位，所以DMA应该设置为半字传输。内存地址递增，外设地址固定。DMA的请求来自ADC1，模式为循环模式，这样当DMA传输完成后会自动重启。 然后，初始化步骤大致如下： 1. 初始化GPIO PB1为模拟输入模式。 2. 配置ADC1的通道9，设置采样时间。 3. 配置DMA，将ADC的数据寄存器地址作为外设地址，内存数组作为目标。 4. 配置定时器TIM2，使其产生更新事件作为TRGO输出。 5. 配置ADC的触发源为TIM2的TRGO，并设置为外部触发模式。 6. 启用DMA请求，在ADC中配置连续转换模式，并启用DMA。 7. 启动定时器，启动ADC转换。 需要注意ADC的转换模式是否为连续模式？或者在定时器触发下是否每次触发一次转换？此时，ADC应配置为在外部触发模式下，每次触发进行单次转换，并且启用连续模式，或者使用扫描模式。或者需要设置ADC为连续转换模式，由定时器触发启动转换。 根据标准库的设置，可能需要将ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode设置为DISABLE，这样每次触发进行一次转换。然后，使用DMA的循环模式来自动传输数据，并在每次转换完成后由DMA将数据搬运到内存数组。同时，可能需要将ADC的扫描模式（如果使用多通道）设置为DISABLE，因为只使用一个通道。 代码示例可能包括以下部分： GPIO初始化： RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); ADC初始化： RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4; // 使得ADC时钟为21MHz（当主频是168MHz时） ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure); ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; // 单通道 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 由外部触发控制 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO; // TIM2的TRGO事件 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_9, 1, ADC_SampleTime_3Cycles); ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); DMA初始化： RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE); // ADC1使用DMA2 Stream0或Stream4，具体根据数据手册 DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_0; // 需要查表确定ADC1对应的DMA和流 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR; DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)adc_buffer; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUFFER_SIZE; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single; DMA_Init(DMA2_Stream0, &DMA_InitStructure); DMA_Cmd(DMA2_Stream0, ENABLE); 定时器TIM2初始化： RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 0; // ARR = 0，自动重装载值为0，所以每次计数器溢出时触发更新事件？ 或者可能需要ARR为某个值，比如TIM_Period = 1，这样每次计数器从1到0时触发更新事件。或者，可能定时器的周期需要设置为某个值以达到所需的频率？ 比如，假设TIM2的时钟是84MHz（APB1时钟42MHz，但TIM2的时钟是APB1的2倍，因为APB1的分频系数不是1），预分频器设为81，这样TIM2的计数器频率为84MHz / (81+1) = 84/82 ≈1.02439MHz。然后ARR设为0，这样每次计数器从0到0不会产生更新事件？这可能有问题。或者ARR设为1，这样当计数器达到1时，重新装载到0，并产生更新事件。这样，更新事件的频率是84MHz/(81+1)/(1+1)=84/(82*2)= ~0.512195MHz，这不对。 哦，这里可能犯了错误。定时器的更新频率计算公式是：TIM_CLK / (PSC+1) / (ARR+1)。假设需要触发频率为1.024MHz，TIM_CLK是84MHz，那么： PSC+1 = 84MHz / (1.024MHz * (ARR+1)) ) 假设ARR=0，那么分母为1.024MHz *1=1.024e6，所以 PSC+1=84e6 /1.024e6≈82.03125，所以PSC=81，此时触发频率为84e6/(81+1)/1≈1.02439MHz，接近所需频率。但ARR必须至少为0，因为当ARR=0时，计数器从0计数到0，所以每次计数都会触发更新事件吗？或者是否ARR需要设置为1？ 可能需要重新检查定时器的基础设置。当TIM_Period设置为0时，自动重装载寄存器是0，所以计数器从0开始，每次计数加1，直到达到ARR（0），此时产生更新事件，并重新装载。所以计数器在0时，下一个计数会触发更新事件。这样，每个时钟周期都会产生一个更新事件。这样，更新事件的频率等于定时器的输入时钟频率除以(PSC+1)。例如，如果PSC=81，那么触发频率是84MHz/(81+1)=84e6/82≈1.02439MHz，接近用户需要的1.024MHz。这样，TIM的配置应该是： TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 81; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0; 但根据标准库函数，TIM_Period是16位的值，允许0到65535。当设置为0时，ARR是0，所以每次计数器从0到0会产生更新事件。这可能可行。但需要确认在标准库中，TIM_Period=0是否有效。或者是否需要设置为1？例如，TIM_Period=1，那么ARR=1，计数器从0到1，然后溢出，产生更新事件，此时频率是84MHz/(81+1)/(1+1)=84e6/(82*2)≈512195Hz，这显然不对。因此，ARR必须设置为0，这样每个定时器时钟周期都会触发一次更新事件，从而得到所需的触发频率。 所以定时器的初始化代码可能如下： TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0; // ARR = 0 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 81; // PSC=81 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); 然后，配置TIM2的TRGO事件为更新事件： TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); 然后启动定时器： TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); 这样，TIM2会以大约1.024MHz的频率触发ADC转换。 最后，启动ADC校准，等待就绪，然后启动ADC的DMA传输。 可能还需要在ADC初始化后执行校准： ADC_VoltageRegulatorCmd(ADC1, ENABLE); // 如果适用 ADC_SelectCalibrationMode(ADC1, ADC_CalibrationMode_Single); // 标准库中可能需要不同的校准步骤 ADC_StartCalibration(ADC1); while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) != ADC_CALIB_OK); 然后启动ADC： ADC_SoftwareStartConv(ADC1); // 可能不需要，因为触发由定时器控制 或者，在外部触发模式下，ADC会在触发信号到来时开始转换。因此，启动定时器后，ADC会自动开始转换。 需要注意DMA缓冲区的设置，用户需要定义一个足够大的数组来存储ADC数据，并且确保DMA正确配置为循环模式。 综上所述，代码的大致结构应该包括以上各个部分的初始化。然后，用户可以通过访问adc_buffer数组来获取转换结果。 最后，用户可能需要调整ADC的采样时间和时钟分频，以确保转换的准确性。例如，如果ADC的时钟为21MHz（主频168MHz，分频4），采样时间设置为3个周期，则总转换时间为3+12=15周期，每个转换时间为15/21e6≈0.714μs，最大采样率约1.4MHz。所以用户要求的1.024MHz是可行的。 可能还需要注意DMA的流和通道选择是否正确。例如，ADC1使用DMA2的Stream0或Stream4，具体取决于通道。根据STM32F4的参考手册，ADC1的DMA请求对应DMA2 Stream0或Stream4。需要确认标准库中的DMA配置是否正确。 例如，ADC1的DR寄存器地址是0x4001204C，DMA2 Stream0的通道0可能对应ADC1。需要查阅数据手册确定正确的流和通道。假设DMA2 Stream0，Channel 0用于ADC1，那么配置DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_0，并使用DMA2_Stream0。 总结，按照以上步骤配置GPIO、ADC、DMA、定时器，应该可以实现用户的请求。</think>以下是基于STM32F407标准库的定时器触发ADC采样+DMA传输实现步骤及代码示例： ### 一、硬件配置分析 1. **ADC配置**：PB1对应ADC1通道9，采用定时器触发采样[^2] 2. **定时器配置**：TIM2产生1.024MHz触发信号[^3] 3. **DMA配置**：循环模式传输ADC数据到内存 ### 二、代码实现步骤 #### 1. GPIO初始化（PB1模拟输入） ```c RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); ``` #### 2. ADC初始化配置（通道9） ```c RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure; ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4; // ADC时钟=21MHz ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure); ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_9, 1, ADC_SampleTime_3Cycles); ``` #### 3. DMA初始化（循环模式） ```c #define ADC_BUFFER_SIZE 1024 uint16_t adcBuffer[ADC_BUFFER_SIZE]; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE); DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_0; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR; DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)adcBuffer; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ADC_BUFFER_SIZE; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; DMA_Init(DMA2_Stream0, &DMA_InitStructure); DMA_Cmd(DMA2_Stream0, ENABLE); ``` #### 4. 定时器配置（1.024MHz触发） ```c RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0; // ARR=0 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 81; // 84MHz/(81+1)=1.024MHz TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); ``` #### 5. 启动ADC ```c ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); ADC_SoftwareStartConv(ADC1); ``` ### 三、关键参数验证 $$ f_{TIM} = \frac{84MHz}{(81+1)} = 1.024MHz $$ $$ T_{conv} = \frac{采样周期+12}{21MHz} = \frac{3+12}{21\mu s} \approx 0.714\mu s $$