STM32 使用ADC和USART DMA进行数据传输

简介：
本项目介绍如何使用STM32微控制器结合ADC（模数转换器）与USART DMA技术实现高效的数据采集及传输。 STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器，在嵌入式系统设计中有广泛应用。当ADC（模数转换器）与USART（通用同步异步收发传输器）配合DMA（直接内存访问）进行数据处理时，可以实现高效、低延迟的数据传输，尤其适合实时性要求高的应用场景。 首先，STM32的ADC模块将模拟信号转化为数字信号供微控制器使用。该模块支持多通道配置、多种采样率和分辨率，并具备自动扫描功能。在配置过程中，需要设定采样时间、序列以及触发源等参数，并选择合适的电压参考源。 其次，USART是用于设备间数据交换的串行通信接口，在STM32中支持全双工模式即同时发送与接收数据的能力。它提供了多种帧格式、波特率和奇偶校验选项以适应不同的通信协议和应用场景。配置时需要设置波特率、停止位、校验位以及数据位等参数。 当ADC与USART结合使用，特别是在处理大量数据或高速传输需求的情况下，DMA的作用尤为关键。作为一种硬件机制，DMA可以直接在内存和外设之间进行数据传送，并且能够减轻CPU的负担。STM32中的DMA控制器支持多种传输模式包括半双工、全双工及环形缓冲区等。 配置ADC与USART的DMA传输时需要执行以下步骤： 1. 初始化DMA：选择适当的通道，如使用DMA1 Channel 1用于ADC1的数据传输，并设置其方向（从外设到内存）、优先级和循环模式。 2. 配置ADC：开启ADC功能并设定所需的通道、转换顺序及触发源。可以将启动转换的事件配置为由DMA请求触发，例如通过EXTI线或定时器事件。 3. 初始化USART：设置波特率、帧格式以及接收中断，并启用USART的DMA接收特性选择相应的DMA通道。 4. 连接ADC与DMA：使每次完成转换后都会向DMA发出请求，将ADC的转换结束中断连接到DMA请求上。 5. 链接DMA和USART：将目标寄存器设置为USART的数据发送位置以自动传输数据至串行通信接口中进行传送。 6. 启动DMA与USART：开启两者之后，整个过程会自行运作无需CPU介入。 实际应用中还需考虑中断处理机制如ADC转换完成中断以及USART接收完成中断用于错误状态和更新传输状态的管理。此外为避免数据丢失可以设置DMA半缓冲或全缓冲模式及USART流控功能来控制数据流量。 综上所述，通过利用STM32中的ADC、USART与DMA技术组合，在大量模拟信号采集和高速串行通信场景中能提供高效的解决方案并减少CPU处理时间从而提升系统整体性能。掌握这些配置技巧有助于灵活应对各种复杂的数据传输需求。