帮我用cubemx配置一个STM32F103C8T6的ADC,要求能够连续采集数据,采集第一个数据10us左右采集第二个数据,不使用定时器,给我详细过程,从配置ADC,到keil代码
时间: 2025-07-07 15:42:09 浏览: 15
<think>好的,用户需要配置STM32F103C8T6的ADC,要求连续采集数据,两次采集间隔约10us,且不使用定时器。首先,我得确认如何在不使用定时器的情况下实现这样的采样率。STM32的ADC有不同的工作模式,可能需要使用连续转换模式或扫描模式。
首先,用户使用CubeMX,所以需要从配置ADC开始。STM32F103的ADC时钟最大为14MHz,而APB2时钟通常是72MHz,所以需要分频。分频系数设为6的话,ADC时钟就是12MHz,这样符合最大速度。
接下来,配置ADC1的通道,假设用户使用通道0(PA0)。需要设置为连续转换模式,扫描模式禁用,因为只有一个通道。数据对齐右对齐,采样时间需要尽可能短。对于12MHz ADC时钟,1.5周期的采样时间,转换时间是1.5 + 12.5 = 14周期,即约1.17us。两次转换之间需要间隔10us,可能需要调整触发方式。
不过,连续转换模式会连续自动触发,转换完成后立即开始下一次。转换时间是1.17us,两次转换间隔只有转换时间,但用户需要10us。这可能无法直接用连续模式,因为两次转换间隔太短。这时候可能需要外部触发或者软件触发,但用户要求不用定时器。所以可能需要用软件触发,并在两次触发之间加入延迟。
或者,使用单次转换模式,然后在代码中手动触发每次转换,并在两次触发之间使用DWT延迟函数来达到10us的间隔。但这样的话,需要确保延迟准确,并且不影响其他操作。
所以,CubeMX配置ADC为单次转换模式,使能连续DMA请求,或者使用扫描模式?可能需要进一步分析。
如果使用连续转换模式,ADC会不断转换,但这样两次转换之间间隔可能只有转换时间,无法达到10us。所以必须用单次模式,每次手动触发,并在触发之间延迟。但如何保证时间?
或者,使用双重ADC模式,但STM32F103C8T6可能不支持?需要查证。F103C8T6只有一个ADC,所以无法用双重模式。因此,可能只能使用软件触发加延迟。
所以,CubeMX配置ADC为单次模式,软件触发,然后在代码中启动转换,等待完成,读取数据,再延迟10us,再次启动。但这样的话,转换时间加上延迟可能满足要求。例如,转换时间1.17us,加上延迟10us,总共约11.17us,接近用户的要求。
但用户要求连续采集,所以可能需要使用DMA来连续存储数据,避免CPU干预。但是如果不使用定时器触发,如何实现间隔?可能还是需要DMA配合,但触发源设置为软件触发,或者连续模式。
或者,配置ADC为连续转换模式,这样ADC在完成一次转换后立即开始下一次,此时两次转换之间的间隔是转换时间,即1.17us,远小于10us。这不符合用户要求。所以必须采用其他方法。
因此,正确的方法可能是使用单次转换模式,每次转换后由软件触发下一次,并在两次触发之间插入10us的延迟。这样需要配置ADC为单次模式,使能中断,在中断中触发下一次转换,并添加延迟。但中断处理可能会引入额外的时间开销,难以精确控制。
或者,在main循环中启动转换,等待完成,然后延迟,再启动。这样虽然简单,但效率不高,且延迟的准确性依赖于系统时钟和代码优化。
考虑到用户不使用定时器,必须使用软件延迟。所以步骤可能如下:
1. CubeMX中配置ADC通道为单次转换,软件触发。
2. 生成代码,在Keil中编写采集函数,启动转换,等待完成,读取数据,延迟10us,重复。
但这样每次采集都需要等待转换完成,再延迟,这样总间隔是转换时间+延迟时间。例如,转换时间1.17us,延迟10us,总间隔约11.17us,接近用户的要求。但需要确保延迟函数精确。
所以,需要实现一个微秒级的延迟函数,例如使用DWT(Data Watchpoint and Trace)单元,或者使用系统时钟循环。
STM32F103C8T6运行在72MHz,每个时钟周期约13.89ns。10us相当于720个周期。可以通过循环来实现。
但要注意,在Keil中优化级别可能会影响循环的准确性,所以需要将延迟函数放在不被优化的部分,或者使用内联汇编。
综上,配置步骤可能包括:
CubeMX配置:
- ADC1,通道0(PA0),单次转换,软件触发。
- 配置ADC时钟为12MHz(APB2分频6)。
- 采样时间设置为1.5周期。
- 启用DMA?或者不使用DMA,直接轮询?
如果使用轮询方式,每次启动转换,等待EOC标志,读取数据,然后延迟。这样代码简单,但可能更可靠。
代码部分:
- 初始化ADC,校准。
- 在main循环中,或者单独的函数中,循环执行:启动转换,等待完成,读取数据,存储,延迟10us。
所以,具体步骤:
CubeMX配置:
1. 选择MCU型号STM32F103C8T6。
2. 系统核心中配置SYS为Serial Wire(可选)。
3. 时钟配置:HSE晶振,PLLCLK,系统时钟72MHz,APB2分频器不分频(72MHz),然后ADC预分频6,得到ADC时钟12MHz。
4. 配置ADC1的通道0(PA0)为单次转换,软件触发。
5. 参数设置:数据对齐右,单次模式,采样时间1.5 cycles。
6. 生成代码。
Keil代码:
- 添加延迟函数,例如DWT基于的微秒延迟。
- 在主循环中启动ADC转换,等待,读取,延迟。
但需要注意,单次模式每次转换后需要重新启动。所以代码结构可能是:
初始化ADC校准;
while(1) {
HAL_ADC_Start(&hadc1);
if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 1000) == HAL_OK) {
value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}
delay_us(10);
}
但此时,两次转换之间的间隔是转换时间(1.17us) + 延迟时间(10us) + 代码执行时间(启动转换、判断等)。可能总和超过10us,但用户可能接受近似值。
或者,是否可能通过调整采样时间来增加转换时间?例如,将采样时间设置为更长的周期,从而增加转换时间,使两次转换间隔接近10us?
例如,总转换时间 = 采样时间 + 12.5 cycles。如果ADC时钟是12MHz,每个周期是1/12MHz ≈ 83.3ns。例如,如果采样时间设为239.5 cycles,总转换时间是239.5 + 12.5 = 252 cycles,即252 * 83.3ns ≈ 21us。这样两次转换间隔约为21us,但用户要求的是10us,所以不太合适。
因此,可能需要结合延迟函数。比如转换时间1.17us,加上延迟约9us,总间隔约10.17us。这样,在代码中,转换完成后,延迟9us即可。
但需要精确测量各个步骤的时间,可能比较复杂。
综上,正确的CubeMX配置应为单次转换,软件触发,并在代码中每次转换后延迟约9us,以达到总间隔10us左右。
最后,需要确保PA0配置为模拟输入模式,没有其他功能冲突。
可能还需要在CubeMX中配置PA0为ADC输入。
然后,生成代码,在Keil中添加延迟函数,并在主循环中执行采集和延迟。
这样,用户可以得到连续采集的数据,间隔大约10us。</think>以下是基于STM32CubeMX和Keil MDK的ADC连续采集配置详细步骤:
一、CubeMX配置步骤
1. 新建工程选择STM32F103C8T6
2. 系统配置:
- SYS:Debug选择Serial Wire(可选)
3. 时钟配置:
- HSE选择Crystal/Ceramic Resonator
- 设置系统时钟72MHz
- APB2 Prescaler设为No division(72MHz)
- ADC Prescaler选择6分频(得到12MHz ADC时钟)
4. ADC配置:
- 选择ADC1
- 通道配置:
* 选择通道0(PA0)或所需通道
* Mode:Independent mode
* Parameter Settings:
- Data Alignment:Right
- Scan Conversion Mode:Disabled
- Continuous Conversion Mode:Disabled
- Discontinuous Conversion Mode:Disabled
- Number Of Conversion:1
- External Trigger Conversion Source:Regular Conversion launched by software
- Sampling Time:1.5 Cycles
5. GPIO配置:
- 确保ADC通道对应引脚(如PA0)设置为模拟输入
6. 生成代码:
- Project Manager中设置IDE为MDK-ARM
- 生成代码
二、Keil代码实现(添加用户代码部分)
1. 添加微秒级延时函数(在main.c中):
```c
// DWT延时函数初始化
void DWT_Init(void)
{
CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
DWT->CYCCNT = 0;
DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
}
void DWT_Delay_us(uint32_t us)
{
uint32_t startTick = DWT->CYCCNT;
uint32_t delayTicks = us * (SystemCoreClock / 1000000);
while((DWT->CYCCNT - startTick) < delayTicks);
}
```
2. 在主函数中添加采集代码(在main.c的while循环中):
```c
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); // ADC校准
uint16_t adc_value[2] = {0};
while (1)
{
// 采集第一个数据
HAL_ADC_Start(&hadc1);
if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 1000) == HAL_OK)
{
adc_value[0] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}
// 精确延时约10us
DWT_Delay_us(10);
// 采集第二个数据
HAL_ADC_Start(&hadc1);
if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 1000) == HAL_OK)
{
adc_value[1] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}
// 此处添加数据处理代码
// ...
HAL_Delay(1); // 主循环延时防止频繁操作
}
```
三、关键参数说明
1. ADC时钟计算:
$$ ADC\ Clock = \frac{72MHz}{6} = 12MHz $$
2. 转换时间计算:
$$ T_{conv} = (1.5 + 12.5) \times \frac{1}{12MHz} \approx 1.17\mu s $$
3. 两次采集间隔:
- 实际间隔 = 转换时间 + 软件延时 ≈ 1.17μs + 10μs = 11.17μs
四、注意事项
1. 使用前需调用DWT_Init()初始化延时函数
2. ADC输入引脚需确保配置为模拟输入模式
3. 实际延时精度受系统时钟稳定性影响
4. 如需更高精度采集,建议结合DMA使用
5. 采样时间可调整(通过CubeMX)平衡转换速度和精度
本方案通过软件触发+精确延时实现连续采集,满足不使用定时器的需求,实际测试时建议用示波器验证时序。
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