APM32F035的ADC驱动

发表于 2025-11-5 14:24

本帖最后由口天土立口于 2025-11-5 14:35 编辑

#技术资源# #申请原创#

@21小跑堂

1. 外设介绍

根据APM32F035的用户手册描述，ADC为12位精度，16个外部通道和3个内部通道，即总共19个通道。检查APM32F035的数据手册，得到如下的通道情况：

ADC通道	引脚/功能	说明
ADC_CH0	PA2	引脚需配置为模拟
ADC_CH1	PA3	引脚需配置为模拟
ADC_CH2	PA4	引脚需配置为模拟
ADC_CH3	PA5	引脚需配置为模拟
ADC_CH4	PA0	引脚需配置为模拟
ADC_CH5	PA1	引脚需配置为模拟
ADC_CH6	PA6	引脚需配置为模拟
ADC_CH7	PA7	引脚需配置为模拟
ADC_CH8	PB0	引脚需配置为模拟
ADC_CH9	PB1	引脚需配置为模拟
ADC_CH10	PC0	引脚需配置为模拟
ADC_CH11	PC1	引脚需配置为模拟
ADC_CH12	PB10	引脚需配置为模拟
ADC_CH13	PC3	引脚需配置为模拟
ADC_CH14	PC4	引脚需配置为模拟
ADC_CH15	PC5	引脚需配置为模拟
ADC_CH16	温度传感器	需使能寄存器位ADC_CCFG.TSEN
ADC_CH17	参考电压	需使能寄存器位ADC_CCFG.VREFEN
ADC_CH18	VDD/2	需使能寄存器位ADC_CCFG.HLAF_VDDEN

根据用户手册“24.3.1 ADC引脚和内部信号”章节介绍得知，ADC的参考电压为VDDA，即对应MCU的引脚号9，同时ADC输入范围为：VSSA ~ VDDA。

2. 硬件

APM32F035x8 MINI板

3. 驱动介绍

首先使用结构体信息方式组织代码，是为了初始化时能更精简代码，减少代码的冗余度；同时，数组信息的方式也能更清晰明了的展示ADC各个通道与引脚的对应关系。

另外，对于全新项目的开发，硬件板首版调试完成后，一般都存在调整IO引脚的需求，硬件第二版的ADC使用IO的调整，只需要更改数组的内容即可，无需更改函数接口内部代码。同时，枚举ADC_CH内部的各个成员命名可以更改为对应功能的名称，例如温度为ADC_TEMP，压力为ADC_PRESS，方便见名知义，应用层调用理解方便。

好的代码风格和命名也是提升产品质量的一部分，能避免后续团队维护代码理解错误，进而影响到产品质量。

复制

typedef struct {

    GPIO_T      *port;           

    uint16_t    pin;

    uint32_t    AHBPeriph;

    uint32_t    adc_channel;

} adc_ch_info_t;

/* ADC信息 */

static adc_ch_info_t adc_ch_info[] = {

    {GPIOA,     GPIO_PIN_2,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_0 },

    {GPIOA,     GPIO_PIN_3,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_1 },

    {GPIOA,     GPIO_PIN_4,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_2 },

    {GPIOA,     GPIO_PIN_5,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_3 },

    {GPIOA,     GPIO_PIN_0,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_4 },

    {GPIOA,     GPIO_PIN_1,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_5 },

    {GPIOA,     GPIO_PIN_6,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_6 },

    {GPIOA,     GPIO_PIN_7,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOA,    ADC_CHANNEL_7 },    

    {GPIOB,     GPIO_PIN_0,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOB,    ADC_CHANNEL_8 },

    {GPIOB,     GPIO_PIN_1,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOB,    ADC_CHANNEL_9 },

    {GPIOC,     GPIO_PIN_0,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOC,    ADC_CHANNEL_10 },

    {GPIOC,     GPIO_PIN_1,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOC,    ADC_CHANNEL_11 },

    {GPIOB,     GPIO_PIN_10,   RCM_AHB_PERIPH_GPIOB,    ADC_CHANNEL_12 },

    {GPIOC,     GPIO_PIN_3,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOC,    ADC_CHANNEL_13 },

    {GPIOC,     GPIO_PIN_4,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOC,    ADC_CHANNEL_14 },

    {GPIOC,     GPIO_PIN_5,    RCM_AHB_PERIPH_GPIOC,    ADC_CHANNEL_15 },

    {NULL,     0,               0,                      ADC_CHANNEL_16 },   /* 温度 */

    {NULL,     0,               0,                      ADC_CHANNEL_17 },   /* Vref_in */

    {NULL,     0,               0,                      ADC_CHANNEL_18 },   /* VDD/2 */

};



/*

 * @brief       引脚初始化

 *

 * @param       ch: 通道

 *

 * @retval      None

 *

 */

void bsp_adc_gpio_init(enum ADC_CH ch)

{

        GPIO_Config_T gpioConfig;

    

    if ((ch < ADC_CH_NUM) && (adc_ch_info[ch].port != NULL)) {

        RCM_EnableAHBPeriphClock(adc_ch_info[ch].AHBPeriph);

        GPIO_ConfigStructInit(&gpioConfig);

        gpioConfig.pin     = adc_ch_info[ch].pin;

        gpioConfig.mode    = GPIO_MODE_AN;

        gpioConfig.outtype = GPIO_OUT_TYPE_PP;

        gpioConfig.speed   = GPIO_SPEED_50MHz;

        gpioConfig.pupd    = GPIO_PUPD_NO;

        GPIO_Config(adc_ch_info[ch].port, &gpioConfig);

    }

}

复制

enum ADC_CH {

    ADC_CH0,

    ADC_CH1,

    ADC_CH2,

    ADC_CH3,

    ADC_CH4,

    ADC_CH5,

    ADC_CH6,

    ADC_CH7,

    ADC_CH8,

    ADC_CH9,

    ADC_CH10,

    ADC_CH11,

    ADC_CH12,

    ADC_CH13,

    ADC_CH14,

    ADC_CH15,

    ADC_CH16,

    ADC_CH17,

    ADC_CH18,

    

    ADC_CH_NUM

};

如下为轮询方式执行ADC转换，开始ADC转换前，必须确保寄存器位ADC_STS.ADCRDY**为置1已准备好状态，当ADC_STS.EOC**为1表明ADC已经转换完成，可以从寄存器ADC_DATA获取转换之后的数据。

注意：ADC的采样时间最短能配置多少，需要根据实际情况调整，时间过短，通道的建立时间不足，将导致转换结果不正确，误差较大。通道16~19，需开启对应的使能位。

轮询方式的ADC转换代码比较简单，但在需要多通道使用的场景下，此方式效率较低。

复制

/*

 * @brief       ADC初始化

 *

 * @param       ch: 通道

                multi: 是否连续采样

 *

 * @retval      None

 *

 */

void bsp_adc_init(enum ADC_CH ch, uint8_t multi)

{

    ADC_Config_T adcConfig;

    

    if (ch < ADC_CH_NUM) {    

        RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_ADC);

        /* ADC Configuration */

        ADC_Reset();

        ADC_ConfigStructInit(&adcConfig);

        adcConfig.resolution   = ADC_RESOLUTION_12B;

        adcConfig.dataAlign    = ADC_DATA_ALIGN_RIGHT;

        adcConfig.scanDir      = ADC_SCAN_DIR_UPWARD;        

        if (multi == 0) {

            /* Set convMode continous*/

            adcConfig.convMode   = ADC_CONVERSION_SINGLE;

        } else {

            adcConfig.convMode   = ADC_CONVERSION_CONTINUOUS;

        }

        adcConfig.seqMode      = ADC_SEQ_MODE_DISABLE;

        adcConfig.seqGapTime   = 0;

        adcConfig.extTrigConv1 = ADC_EXT_TRIG_CONV_TRG0;

        adcConfig.extTrigEdge1 = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;

        adcConfig.extTrigConv2 = ADC_EXT_TRIG_CONV_TRG0;

        adcConfig.extTrigEdge2 = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;

        adcConfig.extTrigConv3 = ADC_EXT_TRIG_CONV_TRG0;

        adcConfig.extTrigEdge3 = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;

        ADC_Config(&adcConfig);

        if (ch == ADC_CH16) {

            ADC_EnableTempSensor();

        } else if (ch == ADC_CH17) {

            ADC_EnableVrefint();

        } else if (ch == ADC_CH18) {

            ADC_EnableHalfVDD();

        }

        ADC_ConfigChannel(adc_ch_info[ch].adc_channel, ADC_SAMPLE_TIME_41_5);

        /* Calibration*/

        ADC_ReadCalibrationFactor();

        /* Enable ADC*/

        ADC_Enable();    

    }

}



/*

 * @brief       ADC启动

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 *

 */

void bsp_adc_start(void)

{

    /* Wait until ADC is ready */

    while (!ADC_ReadStatusFlag(ADC_FLAG_ADRDY));

    ADC_StartConversion();

}



/*

 * @brief       ADC停止

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 *

 */

void bsp_adc_stop(void)

{

    ADC_StopConversion();

}



/*

 * @brief       ADC值获取

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      AD值

 *

 */

uint16_t bsp_adc_get_value(void)

{

    while (ADC_ReadStatusFlag(ADC_FLAG_CC) == RESET);

    ADC_ClearStatusFlag(ADC_FLAG_CC);

    return ADC_ReadConversionValue();

}

如下为通过DMA方式执行ADC转换，相比轮询方式，需要多配置一个DMA外设，配置代码略微复杂一些，但在多通道使用场景下，DMA方式的效率更高。

通过DMA方式启动ADC转换，只要开启ADC转换即可，通道转换后的ADC数据，DMA将逐个自动搬移到配置的地址空间，按照ADC转换的通道顺序排放，待ADC完成所有通道的转换，DMA也自动关闭，可自行使用数据。

注意：DMA的数据传输方向需配置为外设到存储器的方向，ADC数据为12位有效数据，DMA需配置为半字(16bit)传输，存储数组需为16位；另外可开启DMA的传输完成中断，通过中断获知ADC完成所有通道的转换。

复制

/*

 * @brief       ADC初始化

 *

 * @param       membuf: 存储地址

 *

 * @retval      None

 *

 */

void bsp_adc_init(uint16_t *membuf)

{

    ADC_Config_T adcConfig;

    DMA_Config_T dmaConfig;

    

    uint32_t ch = ADC_CHANNEL_0 | ADC_CHANNEL_1 | ADC_CHANNEL_2 | ADC_CHANNEL_3 | ADC_CHANNEL_4 | \

            ADC_CHANNEL_5 | ADC_CHANNEL_6 | ADC_CHANNEL_7 | ADC_CHANNEL_8 | ADC_CHANNEL_9 | \

            ADC_CHANNEL_10 | ADC_CHANNEL_11 | ADC_CHANNEL_12 | ADC_CHANNEL_13 | ADC_CHANNEL_14 | \

            ADC_CHANNEL_15 | ADC_CHANNEL_16 | ADC_CHANNEL_17 | ADC_CHANNEL_18;

    

    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_ADC);

    RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_DMA);

    

    /* DMA配置 */

    DMA_ConfigStructInit(&dmaConfig);

    dmaConfig.direction = DMA_DIR_PERIPHERAL;

    dmaConfig.circular = DMA_CIRCULAR_DISABLE;

    dmaConfig.memoryTomemory = DMA_M2M_DISABLE;

    dmaConfig.priority = DMA_PRIORITY_LEVEL_LOW;

    dmaConfig.memoryInc = DMA_MEMORY_INC_ENABLE;

    dmaConfig.peripheralInc = DMA_PERIPHERAL_INC_DISABLE;

    dmaConfig.memoryDataSize = DMA_MEMORY_DATASIZE_HALFWORD;

    dmaConfig.peripheralDataSize = DMA_PERIPHERAL_DATASIZE_HALFWORD;

    dmaConfig.bufferSize = ADC_CH_NUM;

    dmaConfig.memoryAddress = (uint32_t)membuf;

    dmaConfig.peripheralAddress = (uint32_t)&ADC->DATA;

    DMA_Config(DMA_CHANNEL_1, &dmaConfig);

    DMA_Enable(DMA_CHANNEL_1);

    

    /* ADC Configuration */

    ADC_Reset();

    ADC_ConfigStructInit(&adcConfig);

    /* Set resolution*/

    adcConfig.resolution = ADC_RESOLUTION_12B;

    /* Set dataAlign*/

    adcConfig.dataAlign  = ADC_DATA_ALIGN_RIGHT;

    /* Set scanDir*/

    adcConfig.scanDir    = ADC_SCAN_DIR_UPWARD;

    /* Set single */

    adcConfig.convMode   = ADC_CONVERSION_SINGLE;

    adcConfig.seqMode      = ADC_SEQ_MODE_DISABLE;

    adcConfig.seqGapTime   = 0;

    adcConfig.extTrigConv1 = ADC_EXT_TRIG_CONV_TRG0;

    adcConfig.extTrigEdge1 = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;

    adcConfig.extTrigConv2 = ADC_EXT_TRIG_CONV_TRG0;

    adcConfig.extTrigEdge2 = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;

    adcConfig.extTrigConv3 = ADC_EXT_TRIG_CONV_TRG0;

    adcConfig.extTrigEdge3 = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;

    ADC_Config(&adcConfig);

    ADC_EnableTempSensor();

    ADC_EnableVrefint();

    ADC_EnableHalfVDD();

    ADC_ConfigChannel(ch, ADC_SAMPLE_TIME_71_5);

    /* Calibration*/

    ADC_ReadCalibrationFactor();

    /* Enable ADC*/

    ADC_Enable();    

    ADC_EnableDMA();

}



/*

 * @brief       ADC启动

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 *

 */

void bsp_adc_start(void)

{

    DMA_Disable(DMA_CHANNEL_1);

    DMA_SetDataNumber(DMA_CHANNEL_1, ADC_CH_NUM);

    DMA_Enable(DMA_CHANNEL_1);

    /* Wait until ADC is ready */

    while (!ADC_ReadStatusFlag(ADC_FLAG_ADRDY));

    ADC_StartConversion();

}



/*

 * @brief       ADC停止

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 *

 */

void bsp_adc_stop(void)

{

    ADC_StopConversion();

}



/*

 * @brief       ADC完成

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      完成结果

 *

 */

uint8_t bsp_adc_complete(void)

{

    uint8_t ret = 0;

    

    if (DMA_ReadStatusFlag(DMA_FLAG_TF1) != RESET) {

        DMA_ClearStatusFlag(DMA_FLAG_TF1);

        ret = 1;

    }

    

    return ret;

}

APM32F035内部的TS传感器，对应ADC的内部通道16，将ADC转换值转换为电压后，可通过如下公式转换为温度值，通过这个传感器，可间接估算产品运行的大概环境温度。其中公式内的Vsensor问ADC采样值转换后的电压值，而V25和Slope可查APM32F035的数据手册“6.10.2 温度传感器特性”章节获得。

复制

/*

 * @brief       温度值转换

 *

 * @param       value: 码值

 *

 * @retval      温度值

 *

 */

float bsp_ts_convert(uint16_t value)

{

    float ts = 0.0f;

    float mv = 0.0f;

#define V25     (1420.0f)   /* 25oC 时的电压(数据手册) */

#define SLOPE   (4)         /* mV/℃，平均斜率(数据手册) */

    

    /* 转为电压值 */

    mv = 3300.0f * value / 4095;

    /* 转为温度值(公式来源为用户手册) */

    ts = (V25 - mv) / SLOPE + 25;

    

    return ts;

}

4. 测试

测试代码如下，需注意开启新一轮ADC转换前，需等上一次的转换结束。同时，在将ADC转换值转换为电压时，需注意计算公式内的数据精度丢失问题，所以adc_ch_value先转为float类型再开始计算。

复制

<i>uint16_t adc_ch_value[ADC_CH_NUM];

float adc_ch_voltage[ADC_CH_NUM];

float temp_sensor;



// 应用初始化

void app_init(void)

{

    bsp_adc_gpio_init();

    bsp_adc_init(adc_ch_value);

    bsp_adc_start();

}



// 应用任务

void app_task(void)

{

    if (bsp_adc_complete() != 0) {

        for (uint8_t i = 0; i < ADC_CH_NUM; i++) {

            adc_ch_voltage[i] = ((float)adc_ch_value[i]) / 4095 * 3.3f;

            temp_sensor = bsp_ts_convert(adc_ch_value[ADC_CH16]);

        }

        bsp_adc_start();

    }

}</i>

5. 详细代码

ADC轮询驱动代码： Poll.zip (2.91 MB, 下载次数: 2)

2025-11-5 14:23 上传
点击文件名下载附件
ADC轮询驱动代码

ADC使用DMA驱动代码： DMA.zip (2.6 MB, 下载次数: 3)

2025-11-5 14:23 上传
点击文件名下载附件
ADC使用DMA驱动代码

发表于 2025-11-5 17:01

这代码与分层设计又简洁，又工整

发表于 2025-11-6 11:05

谢谢分享

发表于 2025-11-6 18:02

楼主的代码写得真是规矩。赞一下

发表于 2025-11-25 10:05

学习学习

发表于 2025-11-27 10:44

亿年回响发表于 2025-11-5 17:01
这代码与分层设计又简洁，又工整

确实写的很给力，学习了，要像楼主一样把代码写清楚。

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