STM8单片机ADC采样方式巧用定时器触发获取精准数据

2024-01-18 10:05:41

利用定时器触发 ADC 采样提升 STM8 单片机开发效率

引言

在嵌入式系统开发中，模数转换器 (ADC) 扮演着至关重要的角色，它将模拟信号转换为数字信号，以便微控制器能够处理和分析。STM8 单片机集成了一个 12 位分辨率的 ADC，在各种应用中发挥着举足轻重的作用。本文将探讨如何在 STM8 单片机中利用定时器触发 ADC 采样，从而提高数据采集的效率和准确性。

原理介绍

STM8 的 ADC 模块

STM8 单片机的 ADC 模块提供了一个集成的 12 位模数转换器，支持多种采样模式和触发方式。通过配置 ADC 的触发源，我们可以控制 ADC 转换的启动时机。

定时器触发模式

定时器触发模式是 STM8 ADC 常用的触发方式之一。在这种模式下，当指定的定时器溢出时，ADC 模块会自动启动一次转换。转换完成后，ADC 模块会产生一个中断，应用程序可以通过中断服务程序读取转换结果。

设置步骤

配置定时器

选择合适的时钟源并设置定时器的时钟频率。
配置定时器的计数模式和溢出值。
启动定时器。

配置 ADC

选择合适的采样通道和转换模式。
配置 ADC 的触发方式为定时器触发。
配置 ADC 的中断。

编写中断服务程序

在中断服务程序中，我们可以执行以下操作：

读取 ADC 的转换结果。
将转换结果存储到指定的内存地址。
根据需要进行后续处理。

编程技巧

选择合适的时钟频率

定时器的时钟频率必须大于 ADC 的转换时间。否则，ADC 转换可能无法在定时器溢出之前完成，导致数据采集不准确。

设置合适的溢出值

定时器的溢出值需要根据 ADC 的转换时间来设置。溢出值应大于或等于 ADC 转换所需的时间。

设置较高的 ADC 中断优先级

ADC 中断的优先级应设置得足够高，以确保在 ADC 转换完成时能够及时响应中断。

代码示例

// ADC 中断服务程序
interrupt void ADC_ISR(void)
{
    // 读取 ADC 的转换结果
    uint16_t adc_value = ADC1->DR;

    // 将转换结果存储到指定的内存地址
    adc_value_buffer[adc_value_index] = adc_value;

    // 更新 ADC 采样索引
    adc_value_index++;

    // 如果已经采样了足够的数据，则关闭定时器和 ADC
    if (adc_value_index == ADC_SAMPLE_COUNT)
    {
        TIM1->CR1 &= ~TIM1_CR1_CEN;
        ADC1->CR2 &= ~ADC1_CR2_ADON;
    }
}

int main(void)
{
    // 配置定时器
    TIM1->PSCRH = 0;
    TIM1->PSCRL = 63;
    TIM1->ARRH = 0;
    TIM1->ARRL = 255;
    TIM1->CR1 |= TIM1_CR1_CEN;

    // 配置 ADC
    ADC1->CR1 |= ADC1_CR1_ADON;
    ADC1->CR2 |= ADC1_CR2_CONT | ADC1_CR2_SWSTART;

    // 启用 ADC 中断
    ADC1->IER |= ADC1_IER_EOCIE;

    // 等待 ADC 采样完成
    while (adc_value_index < ADC_SAMPLE_COUNT);

    // 关闭定时器和 ADC
    TIM1->CR1 &= ~TIM1_CR1_CEN;
    ADC1->CR2 &= ~ADC1_CR2_ADON;

    // 处理 ADC 采样数据

    return 0;
}