STM32F103 72M主频 定时器8触发采样ADC 通道9 连续采样100个点 采样率100000，DMA传输，轮候等待DMA完成采样 HAL库

<think>我们使用STM32F103的HAL库配置定时器8触发ADC1的通道9进行连续采样，通过DMA传输100个点，并轮询等待DMA完成。采样率要求为100000Hz（即100kHz）。步骤：1.配置ADC-使用ADC1，通道9（根据实际引脚选择）-配置为连续转换模式（因为需要定时器连续触发，但注意：定时器触发时，如果ADC设置为连续转换模式，则在一次触发后会自动开始下一次转换，但这里我们需要定时器每次触发转换一次。所以实际上应该设置为非连续模式（单次模式），然后由定时器反复触发。然而，在HAL库中，当使用外部触发且设置为连续转换模式时，ADC会在每次触发后自动开始下一次转换，这符合我们的需求。但是，根据引用[1]中的描述，如果使用连续模式，定时器触发一次就会连续转换，所以需要设置为单次模式。这里需要明确：在STM32中，当使用外部触发时，如果ADC设置为连续转换模式，则每次外部触发都会启动一次转换，并且转换完成后会自动等待下一次触发。所以实际上，我们可以设置为连续转换模式，这样每次触发都会转换一次，并且自动准备下一次转换。因此，我们设置ADC为连续转换模式，触发源为定时器8的TRGO事件。2.配置DMA-设置DMA为循环模式（circularmode），因为我们要连续传输100个点。但注意，我们要求采样100个点后轮询等待完成，所以也可以使用普通模式（一次传输），然后轮询传输完成标志。3.配置定时器8-定时器8的TRGO事件作为ADC的触发源。-定时器频率：要求采样率100kHz，即每10us触发一次。所以定时器的更新事件频率为100kHz。-定时器时钟源：假设系统时钟为72MHz（STM32F103常见时钟），则我们需要设置预分频器和自动重装载值。计算定时器参数：定时器时钟频率=72MHz目标频率=100kHz，即每秒钟产生100000个触发事件。因此，定时器每次计数的时间为1/100000秒=10us。定时器的计数频率为100kHz，所以分频后定时器的计数时钟应该是100kHz？不对，定时器的工作是计数到自动重装载值然后产生更新事件。设置预分频器（PSC）和自动重装载值（ARR）：定时器计数频率=72MHz/(PSC+1)更新事件频率=定时器计数频率/(ARR+1)=100kHz所以：72MHz/(PSC+1)/(ARR+1)=100kHz即：72000000/(PSC+1)/(ARR+1)=100000化简：72000000/(PSC+1)/(ARR+1)=100000=>(PSC+1)*(ARR+1)=720我们可以选择PSC=0，则ARR+1=720，ARR=719。或者选择PSC=71，则ARR+1=10，ARR=9。这里我们选择后者，因为ARR的值较小，定时器计数范围小，精度高。所以：PSC=71，ARR=9。4.配置ADC的DMA传输-设置DMA传输长度为100个半字（因为ADC是12位，通常使用16位数据，即半字）。注意：STM32F103的ADC数据寄存器是16位的，但数据只有12位有效。-使用普通模式（非循环模式），因为我们只传输100个点，然后等待传输完成。但是，如果使用普通模式，传输完成后需要重新启动DMA。这里我们要求轮询等待，所以使用普通模式。5.编程步骤：-初始化ADC，配置通道9，设置连续转换模式，外部触发为定时器8的TRGO事件。-初始化DMA，配置为从ADC数据寄存器到内存的传输，传输方向为外设到存储器，数据宽度为半字（16位），传输长度为100，使用普通模式（非循环）。-初始化定时器8，设置PSC=71，ARR=9，配置TRGO事件为更新事件（UG）。-启动定时器8。-启动ADC的DMA传输（使用HAL_ADC_Start_DMA）。-轮询等待DMA传输完成（使用HAL_DMA_PollForTransfer）。注意：由于我们要求连续采样100个点，所以ADC设置为连续转换模式，并且由定时器触发，这样定时器每10us触发一次ADC转换，共触发100次（因为DMA传输100个点，所以转换100次）。在DMA传输完成后，我们就得到了100个点的数据。但是，ADC的连续转换模式在启动后，会等待触发信号。我们通过定时器触发，所以定时器启动后，ADC就会开始转换。具体代码实现：首先，使用CubeMX配置（如果使用）生成初始化代码，然后手动修改或添加以下部分。如果没有使用CubeMX，则按照以下步骤编写代码：1.定义全局变量：uint16_tADC_Value[100];//存放ADC转换结果的数组2.初始化ADC1，通道9，使用DMA，触发源为TIM8TRGO。3.初始化DMA（ADC1的DMA通道，通常是DMA1Channel1，具体参考手册）。4.初始化TIM8。下面给出关键代码（使用HAL库）：注意：STM32F103的ADC1使用DMA1的通道1。步骤：1.ADC初始化函数片段：hadc1.Instance=ADC1;hadc1.Init.ScanConvMode=DISABLE;//单通道，禁用扫描模式hadc1.Init.ContinuousConvMode=ENABLE;//连续转换模式：使能，这样每次触发转换后会自动等待下一次触发hadc1.Init.DiscontinuousConvMode=DISABLE;//禁用间断模式hadc1.Init.ExternalTrigConv=ADC_EXTERNALTRIGCONV_T8_TRGO;//触发源为TIM8_TRGOhadc1.Init.DataAlign=ADC_DATAALIGN_RIGHT;//数据右对齐hadc1.Init.NbrOfConversion=1;//1个转换在规则序列中HAL_ADC_Init(&hadc1);//配置ADC通道ADC_ChannelConfTypeDefsConfig={0};sConfig.Channel=ADC_CHANNEL_9;//通道9sConfig.Rank=ADC_REGULAR_RANK_1;//规则序列中的第一个sConfig.SamplingTime=ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;//采样时间，根据需求设置，这里为了高速采样选择1.5个周期HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1,&sConfig);2.DMA初始化：//先使能DMA时钟__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();hdma_adc1.Instance=DMA1_Channel1;//ADC1的DMA通道为DMA1_Channel1hdma_adc1.Init.Direction=DMA_PERIPH_TO_MEMORY;//外设到内存hdma_adc1.Init.PeriphInc=DMA_PINC_DISABLE;//外设地址不递增hdma_adc1.Init.MemInc=DMA_MINC_ENABLE;//内存地址递增hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment=DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;//外设数据半字（16位）hdma_adc1.Init.MemDataAlignment=DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;//内存数据半字hdma_adc1.Init.Mode=DMA_NORMAL;//普通模式（传输一次）hdma_adc1.Init.Priority=DMA_PRIORITY_HIGH;//优先级高HAL_DMA_Init(&hdma_adc1);//关联ADC和DMA__HAL_LINKDMA(&hadc1,DMA_Handle,hdma_adc1);3.定时器8初始化：htim8.Instance=TIM8;htim8.Init.Prescaler=71;//预分频器，72分频（72-1）?注意：PSC寄存器值=71，则实际分频系数=71+1=72htim8.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//向上计数htim8.Init.Period=9;//自动重装载值，计数到9（即10个计数周期）产生更新事件，所以更新周期为10个时钟htim8.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim8.Init.RepetitionCounter=0;//重复计数器，高级定时器特有，这里为0htim8.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;//不使能自动重装载预装载HAL_TIM_Base_Init(&htim8);//配置定时器8的TRGO输出为更新事件TIM_MasterConfigTypeDefsMasterConfig={0};sMasterConfig.MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_UPDATE;//更新事件作为TRGOsMasterConfig.MasterSlaveMode=TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;//禁用主从模式HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim8,&sMasterConfig);4.启动：//启动定时器HAL_TIM_Base_Start(&htim8);//启动ADC的DMA传输，传输100个数据HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC_Value,100);//轮询等待DMA传输完成HAL_DMA_PollForTransfer(&hdma_adc1,HAL_DMA_FULL_TRANSFER,HAL_MAX_DELAY);//等待传输完成，超时时间为无限等待注意：HAL_DMA_PollForTransfer函数会等待DMA传输完成。在传输完成后，ADC_Value数组中就存储了100个采样值。5.注意：在HAL_ADC_Start_DMA函数中，会启动ADC并开始转换。由于ADC设置为连续转换模式，并且由定时器触发，所以定时器启动后，ADC就会按照定时器的触发频率进行转换，并通过DMA传输到内存。但是，这里有一个关键点：ADC的连续转换模式在HAL库中，当使用外部触发时，会等待触发信号。每次触发转换一次，然后自动准备下一次转换，所以连续转换模式实际上是由外部触发连续进行的。采样时间设置：为了达到100kHz的采样率，ADC的转换时间必须小于10us。ADC的转换时间=采样时间+12.5个周期（12位分辨率）。我们设置采样时间为1.5个周期，则总转换周期数为1.5+12.5=14个周期。ADC时钟最大为14MHz（STM32F103的ADC时钟不能超过14MHz），假设ADC时钟为12MHz，则转换时间为14/12MHz≈1.17us，小于10us，所以满足要求。因此，我们需要配置ADC时钟为12MHz。在STM32F103中，ADC时钟由PCLK2分频得到（PCLK2通常为72MHz），所以设置分频系数为6（72/6=12MHz）。在系统初始化时配置ADC时钟：RCC_PeriphCLKInitTypeDefPeriphClkInit;PeriphClkInit.PeriphClockSelection=RCC_PERIPHCLK_ADC;PeriphClkInit.AdcClockSelection=RCC_ADCPCLK2_DIV6;//72MHz/6=12MHzHAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);或者，在SystemClock_Config函数中，在配置时钟树时设置ADC分频。总结步骤：1.配置ADC时钟分频为6（得到12MHz）。2.初始化ADC，设置采样时间为1.5个周期，连续转换模式，外部触发为TIM8_TRGO。3.配置DMA，普通模式，传输100个半字。4.初始化定时器8，PSC=71，ARR=9，更新事件触发TRGO。5.启动定时器8。6.启动ADC的DMA传输。7.轮询等待DMA传输完成。注意：DMA传输完成后，ADC还在运行（因为连续转换模式），但不再触发DMA传输（因为DMA是普通模式，只传输一次）。如果还需要再次传输，需要重新启动DMA。以上配置实现了定时器8触发ADC1通道9连续采样100个点，通过DMA传输，并轮询等待DMA完成。如果遇到问题，请检查：-定时器8的时钟是否使能（APB2外设，需要调用__HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE()）。-ADC1和DMA1的时钟是否使能。-ADC通道9对应的引脚是否配置为模拟输入。-定时器8的TRGO事件是否配置为更新事件。-ADC的触发源是否配置为TIM8_TRGO。引用说明：参考了引用[1]中关于定时器触发ADC和DMA配置的部分，但根据我们的需求进行了调整（例如，我们使用普通模式DMA而非循环模式，因为只需要100个点）。同时，引用[2]提到DMA半传输中断回调，但我们这里不需要中断，而是使用轮询。代码示例（关键部分）：注意：以下代码是示例，需要整合到工程中，并确保所有外设时钟已正确配置。```c#include"stm32f1xx_hal.h"ADC_HandleTypeDefhadc1;DMA_HandleTypeDefhdma_adc1;TIM_HandleTypeDefhtim8;uint16_tADC_Value[100];//存储ADC转换结果的数组voidSystemClock_Config(void);staticvoidMX_GPIO_Init(void);staticvoidMX_DMA_Init(void);staticvoidMX_ADC1_Init(void);staticvoidMX_TIM8_Init(void);intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_DMA_Init();MX_ADC1_Init();MX_TIM8_Init();//启动定时器8HAL_TIM_Base_Start(&htim8);//启动ADC的DMA传输HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC_Value,100);//轮询等待DMA传输完成HAL_DMA_PollForTransfer(&hdma_adc1,HAL_DMA_FULL_TRANSFER,HAL_MAX_DELAY);//此时，ADC_Value数组中已经有了100个采样数据while(1){//主循环}}voidSystemClock_Config(void){//配置系统时钟为72MHz，并配置ADC时钟为12MHz（72MHz/6）//...其他时钟配置RCC_ClkInitTypeDefRCC_ClkInitStruct;RCC_OscInitTypeDefRCC_OscInitStruct;RCC_PeriphCLKInitTypeDefPeriphClkInit;//配置振荡器RCC_OscInitStruct.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState=RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue=RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState=RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource=RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL=RCC_PLL_MUL9;if(HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct)!=HAL_OK){Error_Handler();}//配置时钟RCC_ClkInitStruct.ClockType=RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource=RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider=RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider=RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider=RCC_HCLK_DIV1;if(HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct,FLASH_LATENCY_2)!=HAL_OK){Error_Handler();}//配置ADC时钟PeriphClkInit.PeriphClockSelection=RCC_PERIPHCLK_ADC;PeriphClkInit.AdcClockSelection=RCC_ADCPCLK2_DIV6;//72MHz/6=12MHzif(HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit)!=HAL_OK){Error_Handler();}}staticvoidMX_ADC1_Init(void){hadc1.Instance=ADC1;hadc1.Init.ScanConvMode=DISABLE;hadc1.Init.ContinuousConvMode=ENABLE;//连续转换模式hadc1.Init.DiscontinuousConvMode=DISABLE;hadc1.Init.ExternalTrigConv=ADC_EXTERNALTRIGCONV_T8_TRGO;//定时器8触发hadc1.Init.DataAlign=ADC_DATAALIGN_RIGHT;hadc1.Init.NbrOfConversion=1;if(HAL_ADC_Init(&hadc1)!=HAL_OK){Error_Handler();}ADC_ChannelConfTypeDefsConfig={0};sConfig.Channel=ADC_CHANNEL_9;sConfig.Rank=ADC_REGULAR_RANK_1;sConfig.SamplingTime=ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;if(HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1,&sConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();}}staticvoidMX_TIM8_Init(void){htim8.Instance=TIM8;htim8.Init.Prescaler=71;//72分频，72MHz/72=1MHzhtim8.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;htim8.Init.Period=9;//自动重装载值为9，则计数到9（共10个周期）产生更新事件，更新频率=1MHz/10=100kHzhtim8.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim8.Init.RepetitionCounter=0;htim8.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;if(HAL_TIM_Base_Init(&htim8)!=HAL_OK){Error_Handler();}TIM_MasterConfigTypeDefsMasterConfig={0};sMasterConfig.MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_UPDATE;sMasterConfig.MasterSlaveMode=TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if(HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim8,&sMasterConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();}}staticvoidMX_DMA_Init(void){__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();hdma_adc1.Instance=DMA1_Channel1;hdma_adc1.Init.Direction=DMA_PERIPH_TO_MEMORY;hdma_adc1.Init.PeriphInc=DMA_PINC_DISABLE;hdma_adc1.Init.MemInc=DMA_MINC_ENABLE;hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment=DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;hdma_adc1.Init.MemDataAlignment=DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;hdma_adc1.Init.Mode=DMA_NORMAL;//普通模式hdma_adc1.Init.Priority=DMA_PRIORITY_HIGH;if(HAL_DMA_Init(&hdma_adc1)!=HAL_OK){Error_Handler();}//关联ADC和DMA__HAL_LINKDMA(&hadc1,DMA_Handle,hdma_adc1);}staticvoidMX_GPIO_Init(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//配置ADC通道9对应的引脚（PB1）为模拟输入GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_1;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_ANALOG;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);}voidError_Handler(void){while(1);}```注意：以上代码仅供参考，实际使用时需要根据具体硬件调整（比如引脚可能不是PB1，而是其他引脚）。另外，确保在stm32f1xx_hal_conf.h中启用了ADC、TIM和DMA模块。这样，当程序运行到HAL_DMA_PollForTransfer函数时，会等待100个点传输完成，然后继续执行。相关问题：1.如何调整ADC采样率？2.如果使用循环DMA模式，如何实现连续采样？3.如何通过中断方式处理DMA传输完成事件？</think>### STM32F103 HAL库配置：定时器8触发ADC通道9 DMA传输 #### 配置步骤分析 1. **ADC配置**： - 通道：ADC1通道9（对应GPIOB1） - 模式：连续转换（由定时器触发） - 触发源：TIM8_TRGO - 采样时间：根据100kHz采样率优化（如1.5周期） ```c hadc1.Instance = ADC1; hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE; // 单通道禁用扫描 hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; // 使能连续转换 hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T8_TRGO; // TIM8触发 hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; HAL_ADC_Init(&hadc1); ``` 2. **DMA配置**： - 模式：普通模式（非循环） - 数据传输：外设到内存 - 数据长度：100个半字（16位） ```c hdma_adc1.Instance = DMA1_Channel1; hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 内存地址递增 hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD; hdma_adc1.Init.Mode = DMA_NORMAL; // 普通模式 HAL_DMA_Init(&hdma_adc1); __HAL_LINKDMA(&hadc1, DMA_Handle, hdma_adc1); // 关联ADC与DMA ``` 3. **定时器8配置**： - 时钟：72MHz（假设系统时钟72MHz） - 分频：PSC=71 → 计数器频率=1MHz（72MHz/(71+1)） - 重载值：ARR=9 → 触发频率=100kHz（1MHz/(9+1)） - TRGO事件：更新事件触发 ```c htim8.Instance = TIM8; htim8.Init.Prescaler = 71; // 1MHz计数频率 htim8.Init.Period = 9; // 100kHz更新频率 htim8.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; HAL_TIM_Base_Init(&htim8); // 配置TRGO为更新事件 TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_UPDATE; HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim8, &sMasterConfig); ``` 4. **GPIO配置**： - ADC通道9对应引脚（如PB1）设为模拟输入 ```c __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); ``` #### 启动与轮询代码 ```c // 定义存储数组 uint16_t adc_buffer[100]; // 启动流程 HAL_TIM_Base_Start(&htim8); // 启动定时器 HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)adc_buffer, 100); // 启动ADC DMA // 轮询等待DMA完成 while (HAL_DMA_GetState(&hdma_adc1) != HAL_DMA_STATE_READY) { // 可添加超时处理 } // 此时adc_buffer已包含100个采样数据 ``` #### 关键参数说明 1. **采样率计算**： - 定时器触发频率：$$ f_{trigger} = \frac{72 \text{MHz}}{(PSC+1) \times (ARR+1)} = \frac{72 \times 10^6}{72 \times 10} = 100 \text{kHz} $$ 2. **ADC时钟配置**： - 需在系统时钟中配置ADC预分频（例：PCLK2=72MHz时，分频系数6→12MHz ADC时钟） ```c RCC_PeriphCLKInitTypeDef pclk = {0}; pclk.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC; pclk.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6; // 12MHz ADC时钟 HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&pclk); ``` #### 注意事项 1. **DMA状态检查**：`HAL_DMA_GetState()`返回`HAL_DMA_STATE_READY`表示传输完成。 2. **中断冲突**：若使用DMA中断，需在轮询前禁用中断。 3. **采样时间**：设置`ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5`（1.5周期）以适应100kHz采样率。 4. **电压稳定**：确保信号源阻抗足够低，避免采样失真。 > 配置要点：定时器触发与ADC同步是核心，DMA普通模式确保精确传输100点[^1]。 --- ### 相关问题 1. **如何验证ADC采样数据的准确性？** - 可通过注入已知电压（如3.3V/2）测试ADC读数是否匹配理论值$ \frac{4095 \times V_{in}}{3.3} $。 2. **若需连续采样而非单次100点，应如何修改DMA配置？** - 将DMA模式改为`DMA_CIRCULAR`，并启用半传输/全传输中断[^2]。 3. **采样率超出100kHz时如何优化？** - 减少ADC采样周期（如`ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5`→`ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5`），或提高定时器时钟（超频需谨慎）。 4. **如何避免DMA传输期间CPU阻塞？** - 改用DMA传输完成中断（`HAL_ADC_ConvCpltCallback()`），在回调函数中处理数据。