单片机-AD转换汇总
作者：互联网
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一、电流检测AD采样值处理的高效方法
二、AD转换N次采样去最大最小求平均算法
三、STM32关于使用定时器触发ADC转换
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一、电流检测AD采样值处理的高效方法
在电机控制软件的编写过程中，经常要处理由AD采样回来的电流值。由于电流有正有负，电流传感器输出地电压也是以0为中点，而一般AD的输入只能为正电压，所以电流传感器出来的电压量需要通过加减运算电路加上一个偏移值再送入AD，以保证进入AD的值恒为正。
这里AD以TI的2812的片内AD为例，其输入范围是0~3V，电流传感器以LEM的LA25NP为例，量程25A，通常采用的电路是将LEM传感器的输出经过一个100欧的电阻接到地，获得一个以0为中点的电压信号，然后在送入比例运算电路，在比例运算电路的另一个输入端加入1.5V的偏移量，这样在满量程范围内使输入AD的电压信号始终保持在0~3V之内。电流为0的时候送入AD的电压是1.5V
在程序中进行电流运算时，一般要把AD采样结果取回来，然后再减去1.5V的偏移值，这样的到一个有符号数，然后再进行运算。
今天在阅读TI提供的电机驱动库代码时，发现里边使用了一种高效的处理方法，代码很简单，是这样的：
DatQ15 = AdcRegs.ADCRESULT0^0x8000;
2812的AD是12位的，AD采样结果存储在高12位。因此当AD满量程时，ADCRESULT0中的值是0xfff0。
这段代码仅仅通过一个按位异或运算就将AD的值减去了1.5V的偏移，并变成了有符号数。
至于具体为什么，举例说明，当电压为3V时，采样值是0xfff0，异或运算后高位的1变成了0，其余位不变，其结果是7ff0，如果将最高位看做符号位，那么有效位是11位。
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二、AD转换N次采样去最大最小求平均算法
- #include "STC15.H"
- #include "delay.h"
- #include "STCAD.H"
- #include "IO.C"
void AD_Init() //AD初始化
{
P1M1=0xF0; //设置相应的I/O口为高阻 P1.4-P1.5-P1.6-P1.7
P1M0=0x00;
ADC_RES=0;
ADC_RESL=0; //ADC转换结果寄存器清0
P1ASF=0xF0; //设置相应的I/O口为ADC模拟通道 P1.4-P1.5-P1.6-P1.7
ADC_CONTR |= ADC_POWER; //打开AD转换电源
ADC_CONTR |= ADC_SPEEDH; //设置AD转换速度
delay(1);
}
uint ADC_result(uchar x) //AD转换结果
{
uint result;
ADC_CONTR &= 0xF8; //清通道
ADC_CONTR |= x; //切换通道，x为通道，如x=5，就是P1.5
delay_us(30); //切换通道延时
ADC_CONTR |= ADC_START; //开启AD转换
delay_us(4);
while(!(ADC_CONTR & ADC_FLAG)); //等待AD转换结束
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG; //清除AD转换结束标志位
result = ADC_RES << 2; //ADC高8位结果左移2位
result = result | ADC_RESL; //合成10位转换结果
return result; //返回转换结果
}
uint U(uchar x) //测量电压40次去除最大最小求平均
{
uint U[40],min,max,S;
uchar i;
for(i=0;i<40;i++)
{
U[i]=ADC_result(x); //获取x通道ADC结果
}
for(i=1,min=U[0];i<=39;i++)
{
if(U[i]
}
for(i=1,max=U[0];i<=39;i++)
{
if(U[i]>max) max=U[i];
}//求最大值
for(i=0,S=0;i<=39;i++) S+=U[i];
S=S-min-max;
S /= 38 ; //减去最大最小求平均
return S; //返回计算结果
}
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三、STM32关于使用定时器触发ADC转换
以STM32 ADC的常规通道为例（注入通道类似）：
如上图，STM32 ADC的常规通道可以由以上6个信号触发任何一个，我们以使用TIM2_CH2触发ADC1，独立模式，每次仅测一条通道，则ADC的配置如下：（以下代码使用STM32固件库V3.5）
void ADC_Configuration(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //关闭通道扫描模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
//注意不要使用持续转换模式，否则只要触发一次，
//后续的转换就会永不停歇（除非CONT清0），这样第一次以后的ADC，就不是由TIM2_CC2来触发了
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2; //配置TIM2_CC2为触发源
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //配置时钟(12MHz),在RCC里面还应配置APB2=AHB时钟72MHz，
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_8, 1, ADC_SampleTime_1Cycles5);
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1); //Start Calibration register
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //waiting for finishing the calibration
ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);
//设置外部触发模式使能（这个“外部“其实仅仅是相对于ADC模块的外部，实际上还是在STM32内部）
}
这里再注意一点上面左图最顶上的那句话：当外部触发信号被选为ADC规则或注入转换时，只有它的上升沿可以启动转换。这跟下面的定时器2的正确配置关系很大。
void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 10000; //设置100ms一次TIM2比较的周期
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 719; //系统主频72M，这里分频720，相当于100K的定时器2时钟
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, & TIM_TimeBaseStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //下面详细说明
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//TIM_OutputState_Disable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 5000;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //如果是PWM1要为Low，PWM2则为High
TIM_OC2Init(TIM2, & TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_UpdateDisableConfig(TIM2, DISABLE);
}
还是来引用参考手册的原图：（截图引自通用定时器一章）
上图中红蓝两个框的中间部分，顶上是TIM2的自动重装寄存器和计数器寄存器，下面4个Capture/compare x register是TIM2_CCRx寄存器。
要使用TIM2的CC2来触发ADC，看懂这个图是关键。
首先要明确，这个图的红框部分和蓝框部分，是不会同时工作的，红框是配置为输入捕捉模式才能生效，蓝框是配置为输出比较模式才能生效，通过配置TIM2_CCMR1_CC2S来控制TIM2_CC2究竟是处于哪种模式（CC2S=0为比较输出，>0为输入捕捉），请注意：这里蓝框的其中一个输出是TIMx_CH2，而TIM2_CH2又是ADC规则通道的触发源，也就是说如果要触发ADC，则需要每次比较匹配时，在TIM2_CH2上产生一次上升沿。
那么我们首先需要操作蓝框内的最左边部分也就是OC2REF，要使比较匹配时发生一次上升沿，（以定时器向上计数为例）就需要在TIM2_CNT时，通道2为低电平，TIM2_CNT>=TIM2_CCR2时，通道2为高电平。
从参考手册定时器一章4.7节的CCMR1寄存器中的0C2M[2:0]的介绍可以看出来，只有在PWM模式才能满足上面所说的条件，任何单纯的冻结、配置OC2REF为高或者为低、强制OC2REF为高或者为低，都无法满足要求，不少同学就是死在这个上面，以为是配置TIMING模式，实际上这样根本无法改变OC2REF的电平，就无从触发ADC了。
CCMR1_CCxS(x为1、2、3、4，决定是哪个通道)是选择为捕捉输入还是比较输出，这里我们需要配置为输出。
以上两段配置程序，可以以100ms的周期驱动AD转换一次，不再需要使用TIM和ADC中断资源。
总结：想要使用STM32的定时器触发ADC，必须将定时器配置为比较输出PWM模式，并且一定要注意TIMx_CHx输出上升沿才触发，若是在比较匹配的瞬时产生的不是上升沿而是下降沿，那么就不一定是在比较匹配的瞬间触发ADC了，特别是在类似于电机控制的应用中要注意这一点。
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标签：TIM2,触发,转换,AD,TIM,汇总,单片机,ADC 来源： https://blog.csdn.net/liht1634/article/details/113809116