今天我们接着来学习stm32，没错，今天我们又带来两个紧密联系的实验，分别是ADC实验和DMA传输实验，这个两个实验的内容实用性也是很强的，例如可以使用在遥控手柄这些摇杆值的获取和传输上面。接下来我们一起来认识一下什么是ADC和DMA传输，它们的使用有什么意义？带着问题，我们往下看。
实验目的
在ADC实验中，我们将学习使用stm32的ADC功能，通过ADC通道采样外部电压值。在DMA传输实验中我们将学习实验stm32的DMA传输功能，实现串口数据传输。
实验内容
（1）ADC实验
ADC简介
首先我们来认识一下什么是ADC，ADC英文全称是Analog to Digital Converter，中文是模拟数字转换器，简单来说就是可以将模拟电子信号转变为数字电子信号的设备。电压表大家都用过了吧？没错，ADC就可以类比为一个电压表，可以获得我们想要得到的电压的数值。由于ADC的功能太多，在本实验中只能讲到其中的冰山一角，剩下的需要小伙伴们自己去探索。在实验中我们学习的是使用ADC的方法，学会了方法就可以一步步地去慢慢深入探索其中更多的功能了。
我们的stm32上面有1~3个ADC，不同的系列数目不同。我使用的是stm32f1zte6，所以有 3 个，它们既可以单独使用，又可以使用双重模式，使用双重模式可以提高采样率。同时在使用ADC的时候要注意的是，stm32的ADC最大传输速率为 1MHz，也就是转换周期为 1us（在ADCCLK = 14M，采样周期为 1.5 个ADC时钟下得到的），所以不要让ADC的时钟（ADC的时钟由PCLK2分频得到）超过 14M，否则将导致结果的精确度下降。此外还要注意输入的电压范围，ADC的输入范围在 0~3.3V 之间，如果电压超过这个范围有烧坏ADC的可能。
ADC通道组
STM32将ADC的转换分为 2 个通道组：规则通道组和注入通道组。规则通道相当于你正常运行的程序，而注入通道呢，就相当于中断。在你程序正常执行的时候，中断是可以打断你的执行的。同这个类似，注入通道的转换可以打断规则通道的转换，在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。STM32 其 ADC 的规则通道组最多包含 16 个转换，而注入通道组最多包含 4 个通道。
ADC转换模式
stm32的ADC有两种转换模式，一种是单次转换，一种是连续转换。顾名思义，单次转换就是只转换一次，而连续转换是转换完一次会自动进行下一次转换。
介绍完我们的ADC，下面我们就来看看怎么在程序中配置使用我们的ADC。
ADC配置
第一步必然就是开启时钟，初始化相应的IO口。先用RCC_APB2PeriphClockCmd()函数使能相应的时钟，再参考下面stm32的ADC通道与GPIO的对应表，使用GPIO_Init()函数初始化要使用的IO口就可以了。
在本实验中我们要使用的是ADC1的通道1，所以我们要使能ADC1的时钟和GPIOA的时钟，并配置端口PA1。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);第二步是复位ADC，设置ADC时钟分频因子。复位ADC使用的是函数ADC_DeInit()，该函数的参数是对应的ADC。设置ADC时钟分频因子所用的函数是RCC_ADCCLKConfig()，该函数的参数是分频因子2、4、6、8，在有文件stm32f10x_rcc.h里有定义。
#define RCC_PCLK2_Div2 ((uint32_t)0x00000000)
#define RCC_PCLK2_Div4 ((uint32_t)0x00004000)
#define RCC_PCLK2_Div6 ((uint32_t)0x00008000)
#define RCC_PCLK2_Div8 ((uint32_t)0x0000C000)由于ADC时钟的最大频率最好不超过14M，所以我选择的是分频因子6（RCC_PCLK2_Div6），最终获得的时钟是 72M / 6 = 12M，没有超过14M且是这四钟分频下所能取到的最大的频率。
ADC_DeInit(ADC1);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //设置ADC分频因子6 (72M / 6 = 12M)，ADC时钟不能超14M
第三部就是设置ADC的初始化参数了。在这一步我们使用了ADC的初始化函数ADC_Init()，下面我们来看看这个函数使用到的结构体ADC_InitTypeDef组成。
typedef struct
{
uint32_t ADC_Mode;
FunctionalState ADC_ScanConvMode;
FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;
uint32_t ADC_ExternalTrigConv;
uint32_t ADC_DataAlign;
uint8_t ADC_NbrOfChannel;
}ADC_InitTypeDef;第一个参数ADC_Mode是配置ADC工作模式的，ADC的模式非常多。下面是ADC控制寄存器1（ADC_CR1）设置ADC模式的 [19:16] 位相关配置参数表。在本实验我们选择的是独立模式，即ADC_Mode_Independent。
表中按顺序对应模式的参数在头文件stm32f10x_adc.h里面的定义如下。
#define ADC_Mode_Independent ((uint32_t)0x00000000)
#define ADC_Mode_RegInjecSimult ((uint32_t)0x00010000)
#define ADC_Mode_RegSimult_AlterTrig ((uint32_t)0x00020000)
#define ADC_Mode_InjecSimult_FastInterl ((uint32_t)0x00030000)
#define ADC_Mode_InjecSimult_SlowInterl ((uint32_t)0x00040000)
#define ADC_Mode_InjecSimult ((uint32_t)0x00050000)
#define ADC_Mode_RegSimult ((uint32_t)0x00060000)
#define ADC_Mode_FastInterl ((uint32_t)0x00070000)
#define ADC_Mode_SlowInterl ((uint32_t)0x00080000)
#define ADC_Mode_AlterTrig ((uint32_t)0x00090000)第二个参数ADC_ScanConvMode是用来设置是否开启扫描模式。因为我们使用的是单次转换模式，所以不用开启扫描模式。
第三个参数ADC_ContinuousConvMode是用来设置是否开启连续转换模式的，因为在实验在我们使用单次转换模式，所以也不需要开启。
第四个参数ADC_ExternalTrigConv是用来设置启动规则转换组转换的外部事件，启动规则转换组的外部事件也是非常多的，而且ADC1、ADC2这两个ADC和ADC3的规则组转换启动的外部事件还不完全相同。这些启动规则转换组转换的外部事件的相应定义在头文件stm32f10x_adc.h里。我们选择的是软件触发，即ADC_ExternalTrigConv_None。
//只可以在ADC1、ADC2设置
#define ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1 ((uint32_t)0x00000000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T1_CC2 ((uint32_t)0x00020000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2 ((uint32_t)0x00060000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T3_TRGO ((uint32_t)0x00080000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T4_CC4 ((uint32_t)0x000A0000)
#define ADC_ExternalTrigConv_Ext_IT11_TIM8_TRGO ((uint32_t)0x000C0000)
//在ADC1、ADC2、ADC3都可以设置
#define ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3 ((uint32_t)0x00040000)
#define ADC_ExternalTrigConv_None ((uint32_t)0x000E0000)
//只可以在ADC3设置
#define ADC_ExternalTrigConv_T3_CC1 ((uint32_t)0x00000000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T2_CC3 ((uint32_t)0x00020000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T8_CC1 ((uint32_t)0x00060000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T8_TRGO ((uint32_t)0x00080000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T5_CC1 ((uint32_t)0x000A0000)
#define ADC_ExternalTrigConv_T5_CC3 ((uint32_t)0x000C0000)第五个参数ADC_DataAlign是用来设置ADC数据对齐方式是左对齐还是右对齐，我们在这里选择的是右对齐。左对齐和右对齐的在头文件stm32f10x_adc.h定义如下。
#define ADC_DataAlign_Right ((uint32_t)0x00000000)
#define ADC_DataAlign_Left ((uint32_t)0x00000800)第六个参数ADC_NbrOfChannel是用来设置规则序列的长度的，因为我们使用的是单次转换，所以设置为1就行了。
下面是本实验ADC相关参数的配置
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);第四步是使能ADC并校准。使能ADC使用的是函数ADC_Cmd()。校准ADC使用的函数有两个，分别是使能复位校准函数ADC_ResetCalibration()和开启ADC校准函数ADC_StartCalibration()。每次进行校准之后需要等待校准完成，这里是通过使用ADC_GetResetCalibrationStatus()函数和ADC_GetCalibrationStatus()函数来获取校准状态来判断是否校准是否结束
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能复位校准
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
ADC_StartCalibration(ADC1); //开启AD校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准结束到这里，我们的ADC初始化配置已经就完成了，剩下的就还有获取ADC值的部分了。
ADC值获取
要获取ADC值我们需要做的首先是设置规则序列 1 里面的通道、采样顺序、以及通道的采样周期，然后启动 ADC 转换，在转换结束后就可以读取ADC的转换值了。这里设置规则序列的通道、采样顺序和采样周期的函数是ADC_RegularChannelConfig()。
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)该函数一共需要四个参数，第一个参数ADCx是选择ADC，我们使用的是ADC1；第二个参数ADC_Channel是选择要采样的模拟通道，这里我们通过一个形参channel输入；第三个参数Rank是设置ADC的采样序列号，因为实验中只有一个转换，所以是规则序列的第一个转换，设置为1；第四个参数ADC_SampleTime是设置采样周期，因为我们实验中只有一个转换，所以采样周期可以设置为长一点，我们选择采样周期为239.5，设置其它的也没问题。
然后是使能ADC的软件转换启动功能，这里使用的函数是ADC_SoftwareStartConvCmd()。
开启转换之后，我们就可以获取ADC转换的结果数据了，获取ADC转换结果数据的使用的函数是ADC_GetConversionValue()。
同时，在AD转换中，我们要判断AD转换是否完成，我们可以使用函数ADC_GetFlagStatus()来获取ADC转换的状态信息。
u16 Get_Adc(u8 channel)
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, channel, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); //等待转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}最后，我们还可以写一个用于提高精确度的函数。具体的实现方法就是通过多次获取ADC的转换值，然后取平均值从而提高精确度，这个函数没什么好说的，大家直接看代码就行了。
u16 Get_Adc_Average(u8 channel,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++)
{
temp_val+=Get_Adc(channel);
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
} 至此，我们的ADC实验就算是完成了。
下面我们继续来看一看与ADC实验在实际使用中紧密联系的实验——DMA传输实验。
（2）DMA传输实验
DMA简介
在这之前，我们要先问一个问题，DMA传输是什么？为什么要学DMA传输，它有什么牛逼的地方？DMA的英文全称是Direct Memory Access，即是直接存储器访问。DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。有的小伙伴也行还不知道这有多牛，不就是数据传输吗，有什么特别的吗？要知道我们的系统运作的核心是CPU，CPU是很忙的，它无时无刻都要处理大量的任务，所以CPU是很重要的资源。而DMA传输可以取代CPU数据转移的工作（尤其是大量的数据转移，这很占用CPU资源），传输速度还更快，而且腾出的这部分CPU资源还可以去处理其他的任务。现在应该意识到DMA数据传输有多牛了吧。吹完DMA传输的牛逼，接下来我们一起来看看这个DMA传输是怎么使用的。
stm32的外设 DMA 请求，可以通过设置相应的外设寄存器中的控制位，被独立地开启或关闭，下面是DMA1和DMA2各通道对应各外设一览表。
这里解释一下上面说的逻辑或，例如通道 1 的几个 DMA1 请求（ADC1、TIM2_CH3、TIM4_CH1），这几个是通过逻辑或到通道 1 的，这样我们在同一时间，就只能使用其中的一个。其他通道也是类似的。
而在本实验，我们选择使用的是串口1的DMA传输，所以要使用的是DMA1的通道4。
DMA配置
老规矩，第一步还是使能相应的时钟。我们使用的是DMA1的通道4，所以使能DMA1时钟。
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);第二步就是初始化DMA通道参数。在这一步我们使用的函数是DMA初始化函数DMA_Init()，我们来看看该函数里使用到的结构体DMA_InitTypeDef的组成。
typedef struct
{
uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr;
uint32_t DMA_MemoryBaseAddr;
uint32_t DMA_DIR;
uint32_t DMA_BufferSize;
uint32_t DMA_PeripheralInc;
uint32_t DMA_MemoryInc;
uint32_t DMA_PeripheralDataSize;
uint32_t DMA_MemoryDataSize;
uint32_t DMA_Mode;
uint32_t DMA_Priority;
uint32_t DMA_M2M;
}DMA_InitTypeDef;可以看到，这个结构体的组成变量非常多，我们一个个地来分析。首先来拿看第一个成员变量DMA_PeripheralBaseAddr，是用来设置DMA传输的外设基地址； 第二个成员变量DMA_MemoryBaseAddr是用来设置DMA传输的内存基地址；第三个成员变量DMA_DIR是用来设置数据传输方向的，即方向是从内存到外设还是从外设到内存，我们选择内存到外设方向；第四个成员变量DMA_BufferSize是用来设置一次传输数据量的大小；第五个成员变量DMA_PeripheralInc是用来设置传输数据的时候外设地址的不变的还是递增，因为我们一直对一个外设发送数据，我们选择外设地址不变；第六个成员变量DMA_MemoryInc是用来设置传输数据的时候内存地址是否递增，和第五个成员变量类似，这里我们是将内存中连续存储单元的数据发送到串口，所以内存地址是递增的；第七个成员变量DMA_PeripheralDataSize是用来设置外设的数据传输长度是为字节传输（8bit）、半字传输（16bit）还是字传输（32bit）；第八个成员变量DMA_MemoryDataSize是用来设置内存的数据传输长度的，和第七个成员变量类似，我们的外设数据传输长度和内存数据传输长度都是选的字节传输；第九个成员变量DMA_Mode是用来设置DMA的数据传输模式是为循环采集还是正常采集，在实验中选择的是正常采集；第十个成员变量DMA_Priority是用来设置DMA通道优先级的，有低、中、高、超高这四个级别，实验中我们对优先级没有要求，所以选择中等级别就行；第十一个成员变量DMA_M2M是用来设置是否为存储器到存储器传输，因为我们的数据传输方向是内存到外设，所以不使能。在配置DMA前我们还可以使用DMA_DeInit()函数来重设置。
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure);第三步是使能串口DMA发送。这里使用到的函数是USART_DMACmd()，这一步我们是放在主函数里面，在使用串口DMA发送前从使能的。
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);如果是要使能串口DMA接收，就把USART_DMAReq_Tx换成USART_DMAReq_Rx。
第四步使能DMA通道，开启传输。我们使能DMA通道的函数是DMA_Cmd()，因为我们想要实现显示DMA的传输进度，但是每次传输完后我们的DMA通道的缓存大小（DMA_BufferSize设置的一次传输的数据量）会清零，所以在使能DMA通道前我们还要重新设置这个变量，设置这个变量的函数是DMA_SetCurrDataCounter()。
void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)
{
DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE );
DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);
DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);
}这里的DMA1_MEM_LEN是前面我们保存在另一个全局变量里的一次传输的数据量大小。
最后我们再来介绍一下另外两个我们实验用到的也是很重要的函数，一个是查询DMA通道状态的函数DMA_GetFlagStatus()，我们查询DMA1通道4是否传输完成方式如下。
DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4)!=RESET还有一个函数就是获取当前剩余数据量大小的函数DMA_GetCurrDataCounter()，下面是我们获取DMA1通道4剩余数据量大小的方式。文章来源：https://uudwc.com/A/9d6RB
DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);到这里，我们这一期重点的内容已经讲完了，在下一期我们来将一个这两个实验在实际的应用中的联系使用。文章来源地址https://uudwc.com/A/9d6RB
