有人在使用STM32G0芯片的ADC模塊時,往往因為掃描模式的理解不到位或選擇不當(dāng)導(dǎo)致些問題。這里就該話題做點簡單分享介紹,不妨以一個實例展開。
現(xiàn)在共用到ADC1模塊的4個ADC通道,即1個片內(nèi)Vrefint通道和其它三個外部通道CH8,CH10,CH17。下面測試代碼中使用DMA傳輸,定時器觸發(fā)ADC.
它們的硬件連接情況如下,其中VRefint為內(nèi)部參考電壓,其電壓值大概1.2V樣子。
對于STM32G0系列,ADC掃描模式可以有兩種,分別是不完全配置序列模式和完全配置序列模式。我們先看看不完全配置序列模式。
不完全配置序列模式
在該模式下,ADC_CFGR1寄存器中的CHESELRMOD位必須被清零。
被轉(zhuǎn)換通道的掃描順序按照ADC通道固有序號的大小順序依次進行,掃描方向可以軟件配置為向前【forward】或后退【backward】。任何ADC通道都可以配置進該序列中,總的序列長度由寄存器ADC_CHSELR中被置位的CHSELx個數(shù)決定,最多可配置18個通道。
我們以上面提到的CH8、CH10、CH17和VRefint通道【它對應(yīng)ADC通道CH13】為例,若將上述4個通道配置為不完全序列模式,只需將ADC_CHSELR寄存器中的CHSELx相應(yīng)位進行置1即可。如下圖所示:
若選擇forward掃描模式,則按通道號從小到大的順序依次實施轉(zhuǎn)換,生成對應(yīng)于CH8、CH10、CH13、CH17的結(jié)果。使用STM32CubeMx的配置如下:
既然掃描按默認(rèn)通道號大小順序進行,自然就無須RANK順序的配置了。
編譯運行后可以看到結(jié)果,我在內(nèi)存里放了兩組數(shù)據(jù)以便比較觀察。
從結(jié)果來看跟實際情況是一致的,轉(zhuǎn)換結(jié)果依次來自CH8/CH10/CH13/CH17。其中那個149x數(shù)值來自對內(nèi)部Vrefint的轉(zhuǎn)換結(jié)果。
那么,對于同樣的ADC通道及硬件連接,若采用完全配置序列模式會怎么樣呢?
完全配置序列模式
在該模式下,ADC_CFGR1寄存器中的CHESELRMOD位必須被置1。
全序列可支持的通道數(shù)最多8個,掃描順序不是依照硬件約定的通道號來安排,而是依據(jù)ADC_CHSELR寄存器中的從SQ1[3:0]到SQ8[3:0]所選擇的通道順序進行,即按照我們在CubeMX或代碼中配置的RANK順序進行,不再涉及掃描方向forward/backward的配置,并且只有通道0 到 通道14可以被選擇!
還有,當(dāng)SQn[3:0]里的賦值等于0b1111,即0x0f時則該通道選擇域以及后續(xù)SQn的通道選擇無效。比方說,假設(shè)SQ3[3:0]的數(shù)據(jù)為0b1111,則表示從SQ3[3:0]開始直到SQ8[3:0]的通道選擇無效。由于SQn[3:0]才4位,所有它也沒法選擇高于14的有效通道號。【請?zhí)貏e注意這些特性!】
看到這里,我們不禁想到前面預(yù)先安排的4個通道中的有個CH17,顯然不適合這種模式。如果被錯誤地強行使用該模式,基于CubeMx配置和現(xiàn)有Cube庫所產(chǎn)生的代碼運行結(jié)果會怎么樣呢?
先用CubeMX進行配置:
4個通道的掃描順序配置如下,相比前面多了RANK順序配置。
先撇開CH17合法性不談,不難看出這里跟前面的掃描順序配置有點不一樣,這里的配置為我們提供了更多的自主性及便利性,轉(zhuǎn)換掃描并不固定于通道號的順序,具體由SQn[3:0]的配置選擇決定。我這里讓SQ1選擇CH8,SQ2選擇CH10,SQ3選擇CH17,SQ4選擇CH13,分別對應(yīng)配置中的RANK1、RANK2、RANK3、RANK4順序。
編譯運行查看結(jié)果:
前面說過,CH17硬件上是接地的,顯然此時對應(yīng)于CH17的轉(zhuǎn)換值【綠色箭頭所指】跟實際情況完全不符,其它三個倒是跟實際情況吻合。409x對應(yīng)CH8接VDD,0對應(yīng)CH10接GND,149x對應(yīng)內(nèi)部vrefint。
我嘗試將CH17接到VDD,轉(zhuǎn)換結(jié)果還是跟實際情況還是完全不相符。
結(jié)合上面的介紹,我們知道對于完全配置序列模式不能選用高于通道14的通道號。我們不妨通過寄存器進一步看看,當(dāng)我們錯誤地強行使用CH17時在現(xiàn)有庫代碼的情況下,對應(yīng)的SQ3[3:0]真正的值是多少?到底選擇了什么通道?還是CH17嗎?
在調(diào)試環(huán)境下,打開通道選擇寄存器,可以看到下面結(jié)果:
從上面通道選擇寄存器不難看出,除了SQ3外,其它三個配置都是正確的,跟我們預(yù)設(shè)的通道是一致的。但是,SQ3被錯誤地配置為CH1了,也就是說上面看到的所謂CH17的轉(zhuǎn)換結(jié)果都是來自CH1.難怪不論怎么改變CH17的外部連接時,SQ3選擇通道所對應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果沒有相應(yīng)變化,跟CH17的管腳電壓也沒啥關(guān)系。
看到這里有人可能會想,如果我們在前面規(guī)劃ADC通道時把CH1同時規(guī)劃進來、硬件上恰好也接地,這時就可能發(fā)生誤判!這種巧合性的誤判,有時可能給我們的調(diào)試帶來極大隱患而一會半會又找不到原因。當(dāng)然,具體會發(fā)生些什么要因具體應(yīng)用而定。這里只是簡單提醒下,就此打住。
總之,這點在STM32G0 ADC應(yīng)用中是個很容易出錯的地方,將本不該用在完全配置序列模式的通道被錯誤地強行使用,雖有轉(zhuǎn)換結(jié)果,而轉(zhuǎn)換結(jié)果卻來自別的通道,往往為此覺得問題詭異、不可思議而備受折騰。
最后,稍微小結(jié)下。對于STM32G0系列的ADC模塊來說,其ADC通道在被轉(zhuǎn)換時涉及到轉(zhuǎn)換序列配置問題,這里有兩種轉(zhuǎn)換序列配置模式,即不完全配置序列模式和完全配置序列模式。
所謂不完全配置序列模式,在進行多個通道AD轉(zhuǎn)換時,轉(zhuǎn)換順序由各通道自身的硬件序列號和掃描方向決定,其中硬件序列號即CHn在數(shù)據(jù)手冊里已經(jīng)明確定義,掃描方向通過寄存器配置。整個轉(zhuǎn)換序列可支持的通道數(shù)多達(dá)18個,沒有被排除在外的通道。
而完全配置序列模式呢,在進行多個通道AD轉(zhuǎn)換時,轉(zhuǎn)換順序由通道選擇寄存器中通道選擇域SQn[3:0]來決定,即按照SQ1,SQ2.。。。。SQ7,SQ8的順序,而且SQn[3:0]只能選擇CH0到CH14的通道,整個序列最多支持8個通道。顯然,CH15~CH18不能使用該模式。
說到這里,或許有人會問,如果只使用1個ADC通道,還有這個轉(zhuǎn)換序列模式的選擇問題嗎?你把1個通道看成一個特殊的轉(zhuǎn)換序列來理解就知道有沒有這個模式選擇問題了。
芯片設(shè)計人員在此提供了兩種轉(zhuǎn)換序列模式,本意旨在讓我們能在實際應(yīng)用中可以根據(jù)實際需求靈活選擇,然而,往往由于開發(fā)人員的慣性思維和無視手冊導(dǎo)致在這個地方遇上點麻煩或困惑。在此分享之,祝君好運!
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原文標(biāo)題:STM32G0系列ADC掃描序列模式解讀
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