stm32f4hal库adc

### STM32F4 HAL库 ADC 使用教程与示例代码 #### 1. 中断方式下的ADC使用 在STM32F4系列微控制器中，当使用HAL库配置ADC时，可以通过中断方式进行数据采集。以下是基于中断模式的ADC初始化和处理逻辑。 ```c #include "stm32f4xx_hal.h" void MX_ADC_Init(void) { ADC_HandleTypeDef hadc; /** Configure the global features of the ADC (Clock, Resolution, Data Alignment and number of conversion) */ hadc.Instance = ADC1; hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4; // 设置时钟分频 hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; // 设置分辨率为12位 hadc.Init.ScanConvMode = DISABLE; // 单次转换模式 hadc.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换模式 hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; // 不启用不连续模式 hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE; // 外部触发禁用 hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; // 数据右对齐 hadc.Init.NbrOfConversion = 1; // 转换次数为1 hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE; // 禁用DMA请求 hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV; // 结束标志选择单次转换结束 if (HAL_ADC_Init(&hadc) != HAL_OK) { // 初始化ADC Error_Handler(); } // 配置通道 ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; // 选择通道0 sConfig.Rank = 1; // 排序等级为1 sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES; // 采样时间为3个周期 if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); // 错误处理函数 } } // 中断服务程序 void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc) { static uint16_t adc_value; adc_value = HAL_ADC_GetValue(hadc); // 获取ADC值 } ``` 上述代码展示了如何通过HAL库初始化ADC模块，并设置其工作于中断模式下[^1]。`HAL_ADC_ConvCpltCallback()` 函数会在每次转换完成后调用，从而获取最新的ADC数值。 --- #### 2. DMA方式下的ADC使用 对于高精度或高频应用场合，推荐采用DMA传输机制来提高效率。以下是一个完整的DMA配合ADC使用的例子： ```c #include "stm32f4xx_hal.h" #define BUFFER_SIZE 2048 static uint16_t aADCxConvertedData[BUFFER_SIZE]; // 定义存储ADC采样的缓冲区 void MX_DMA_Init(void) { __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE(); HDMA_ADC1.Instance = DMA2_Stream0; // 配置DMA流 HDMA_ADC1.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0; // 配置DMA通道 HDMA_ADC1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;// 方向：外设到内存 HDMA_ADC1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; // 禁用外设地址自增 HDMA_ADC1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 启用内存地址自增 HDMA_ADC1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; // 对齐半字节 HDMA_ADC1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD; // 对齐半字节 HDMA_ADC1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; // 循环模式 HDMA_ADC1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH; // 高优先级 if (HAL_DMA_Init(&HDMA_ADC1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } __HAL_LINKDMA(&hadc, DMA_Handle, HDMA_ADC1); } void MX_ADC_Init(void) { ADC_HandleTypeDef hadc; hadc.Instance = ADC1; hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4; hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; hadc.Init.ScanConvMode = ENABLE; // 开启扫描模式 hadc.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; // 开启连续转换模式 hadc.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE; // 开启DMA持续请求 hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV; // 序列转换结束后产生EOC信号 if (HAL_ADC_Init(&hadc) != HAL_OK) { Error_Handler(); } ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; sConfig.Rank = 1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_DMA_Init(); MX_ADC_Init(); HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, (uint32_t*)aADCxConvertedData, BUFFER_SIZE); while (1) {} } ``` 此部分代码实现了利用DMA技术高效地将ADC采样数据写入指定缓冲区内存的操作[^3]。这种方式特别适合需要大量快速采集的应用场景。 --- #### 3. FFT分析中的ADC使用案例 如果目标是对输入信号执行傅里叶变换（FFT），则可以结合ADC、DMA以及DSP功能实现复杂的数据处理流程。下面给出一个简单的框架说明： ```c #include "arm_math.h" #include "arm_const_structs.h" float32_t inputSignal[FFT_SIZE]; float32_t fftOutput[FFT_SIZE / 2]; void Process_FFT(uint16_t *buffer) { arm_rfft_fast_instance_f32 S; arm_rfft_init_fast_f32(&S, FFT_SIZE, 0); // 初始化RFFT实例 arm_float_to_q15((q7_t *)inputSignal, buffer, FFT_SIZE); // 将原始数据转化为浮点数形式 arm_cfft_radix4_f32(&S, inputSignal, IFftFlag, BitReverseFlag); // 执行离散傅立叶变换 arm_cmplx_mag_f32(inputSignal, fftOutput, FFT_SIZE / 2); // 计算幅值谱 } ``` 以上片段演示了如何借助CMSIS-DSP库完成从ADC采样至最终频率域表示的过程[^2]。 ---