【STM32H7S78-DK】测评+STM32CubeIDE配置ADC单通道轮询
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本帖最后由 dql2016 于 2024-9-19 23:00 编辑
STM32H7S78支持2个12bit ADC，采样率高达5Msps，这对于一般的工业工频电信号如电压、电流的采集足够了，上一个采样率这么高的芯片还是STM32F303，可以说12bit 5Msps应该是ST系列MCU最高配置了。ADC主要特点与其它系列类似：
两个ADC1和ADC2可以交替模式采集，ADC1作为主设备，ADC2作为从设备，交替采集这样采样率可以达到10Msps：
ADC1和ADC2特性一览表：
ADC通道描述：
可以看到，和STM32H743系列一样， ADC通道分为快速通道和慢速通道，但是没有STM32H743系列的直接通道。
ADC时钟最高支持75MHz，和STM32H743系列玩法类似，不同时钟对应的最高采样率不同。
最终的ADC转换时间=(采样时间+0.5+分辨率)N个时钟周期，时钟配置最高75MHz，采样时间配置最短2.5个clk时，达到最大5Msps采样率，75/(2.5+0.5+12)=5
需要注意的是注释部分，这些性能数据只有BGA封装能够保证，熟悉STM32H743系列的朋友知道，不同封装的ADC性能数据不同，差别很大，尤其LQFP和BGA封装之间，至于当前板卡的芯片型号是否能达到这些最大性能数值，还没找到相关资料说明，只有在后续的测试中验证了。
下载官方软件包后，发现官方SDK包暂时没提供ADC例程：
熟悉STM32系列的话，通过查看数据和用户手册，了解ADC的特性，使用STM32CubeMX进行配置也是十分简单，这里不得不说ST的开发生态超级牛逼。
先看看原理图，板卡的ADC模拟电源和参考电压，可以看到模拟电源和参考电压都是接到了VDD电源3.3V，也可以断开相应的0欧姆电阻，外接高性能的电压基准和独立的模拟供电电源，来提高ADC的精度。
板载了Arduino接口，可以看到模拟输入一共有5个，综合前面的快速通道和慢速通道，这里选择了A4---PF13进行实验，它是ADC2的快速通道：
在之前的工程配置了串口pritnf打印的基础上增加单通道ADC轮询采集，将数据打印出来。ADC的轮询模式，指的是软件开始ADC转换后，一直等到转换完成后，才向后执行。
首先将ADC时钟配置为25MHz：
这里我采用ADC2的通道2，单端输入模式，并开启连续采样模式，否则每次开启ADC采样后只进行一次采样就自动关闭了：
开启ADC全局中断，如果只采用轮询模式也可以不用开启，我这里开启是为了后面方进行中断模式的采集：
然后就可以生成工程，在main.c添加用户代码，首先加入只执行一次的校准（不校准也可以，但精度会低一点）：
if (HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc2, ADC_SINGLE_ENDED) != HAL_OK)
{
printf("ADC Calibration Err\n");
Error_Handler();
}
printf("ADC Calibration End\n");
uint32_t adc_value = 0;
然后在主循环就可以使用ADC轮询转换了，只需要三步：启动转换、等待转换完成、读取转换数据，即可完成一次ADC转换，如下代码所示，将转换数据和换算的电压数据通过串口打印出来：
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_ADC_Start(&hadc2);
if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc2, 0xFFFF) == HAL_OK)
{
adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
printf("raw=%d voltage=%fV\n",adc_value,1.0*adc_value/4096*3.3);
}
HAL_ADC_Stop(&hadc2);
HAL_Delay(100);
}
/* USER CODE END 3 */
由于开启了连续转换模式，因此每次转换完成后都要调用HAL_ADC_Stop关闭ADC，如果不想每次都调用HAL_ADC_Stop来关闭ADC，可以配置关闭连续转换模式，这样每次开启ADC转换以后只会进行一次采样，就不用每次都关闭ADC。
将A4连接到3.3V位置，如下：
效果：
将A4连接到GND位置，如下：
效果：
可以看到，接地后，跳动1-2个字左右，如果连接外部电压基准跳动可能减少许多。
后面将测试ADC中断采集模式和DMA传输模式。
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