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大家好！这节课我们来讲ADC的两种实用方案：
①“ADC规则组+DMA双缓冲+定时器更新触发”
②“ADC注入组+PWM触发”

一、初学者常见方案

1. 轮询

在主循环里一直读取ADC采样值

while(1) {
    value = ADC_Read();  
	process_data(value);
}

而ADC_Read()的底层实现为：启动转换 --> 等待转换完成 --> 返回

SET_BIT(hadc->Instance->CR2, ADC_CR2_SWSTART);
while(!__HAL_ADC_GET_FLAG(hadc, ADC_FLAG_EOC));
return READ_REG(hadc->Instance->DR);

如果读取多个采样值，那么其他任务也就只能一级一级死等待。

while(1) {
	temp = read_adc(TEMP_CH);	
	current = read_adc(CURR_CH); 
	voltage = read_adc(VOLT_CH); 
	func_control();				
}

问题本质： 阻塞，实时性差

2. 中断

指每次采样转换都需要进中断处理（这里指ADC规则组采样模式）

void ADC_IRQHandler() { 		 
	value = ADC->DR;			 
	buffer[i++] = value;		
	if(i >= BUF_SIZE) i=0;		
}

那么高频率采样下中断的开销就大了

如果数据处理的时间>采样间隔时间，这样新数据就会覆盖旧数据
时间轴示例：

|--中断1--|-------处理-------|--中断2--|--中断3--|
		  ↑				   ↑		   ↑
	  数据未处理完	   新数据覆盖旧数据

问题本质： 高频中断会拉高CPU负载，并且存在数据覆盖风险

3. 单缓冲DMA传输

指将DMA配置为循环模式，缓冲区为一维数组buf[N],通过该缓冲区去存储采样值

DMA_Config_Circular(ADC->DR, buffer, BUF_SIZE);

但存在一个可能性问题，“数据竞争”
因为DMA是硬件行为，会自动往缓冲区写数据，如果某时刻DMA在往缓冲区的A地址写数据时，这时CPU也同时在处理A地址数据，就会出现同一块地址下的数据冲突。

问题本质： DMA与CPU访问同一内存区域会存在数据竞争

二、本节课方案

1. ADC规则组 + DMA双缓冲 + 定时器更新触发

1. 名词解释
   （1）ADC规则组
   定义：指ADC一种多通道采样模式，可以设定通道的采样顺序并按照该顺序采样。
   特点：所有规则通道共用一个数据寄存器，可以用DMA缓冲区指向这块地址实现采样搬运。
   触发方式：支持软件触发（手动启动）和硬件触发（定时器、外部引脚等）
   应用场景：常用于采集温度、母线电压、母线电流等

   （2）DMA双缓冲
   定义：所谓双缓冲是指两个缓冲区，这里用二维数组buf[2][N]，即buf[0]表示第一个缓冲区，buf[1]表示第二个缓冲区，DMA会在后台自动切换这两个缓冲区。
   缓冲区处理：当触发DMA半传输中断时表示buf[0]已经存满了，这时DMA会转到buf[1]中存储，即这时可以去处理buf[0]中数据；当触发DMA全传输中断时表示buf[1]已经存满了，这时DMA会转到buf[0]重新开始存，即这时可以去处理buf[1]中数据。

   （3）定时器更新触发
   定义：指将ADC触发源配置为外部触发，也就是定时器的更新事件（计数器溢出/重载），即当定时器计数溢出时触发ADC采样。
   采样逻辑：定时器计数到ARR值后溢出 → 生成触发信号 → ADC启动一次规则组采样

2. 工作流程
   step1：配置外设初始化（定时器、ADC、DMA这些）
   step2：定时器溢出触发ADC采样
   step3：DMA搬运采样数据到当前缓冲区
   step4：触发DMA半传输中断，处理buf[0]数据
   step5：触发DMA全传输中断，处理buf[1]数据

3. 抽象代码设计

// 1. 定时器基础配置（TIMx为例）
TIM_TimeBaseInit(TIMx, &TIM_TimeBaseStruct);  // 设置周期/预分频
TIM_SelectOutputTrigger(TIMx, TIM_TRGOSource_Update); // TRGO由更新事件触发
TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);						 // 启动定时器

// 2. ADC规则组配置（ADCx为例）
ADC_Init(ADCx, &ADC_InitStruct);			 // ADC基础模式设置
ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime); // 规则通道配置
ADC_DMACmd(ADCx, ENABLE);					 // 使能ADC DMA请求

// 3. DMA双缓冲配置（DMAx为例）
DMA_Init(DMAx, &DMA_InitStruct);			 // DMA基础配置
DMA_DoubleBufferModeConfig(DMAx, buf, DMA_Memory_0); // 双缓冲初始化
DMA_DoubleBufferModeCmd(DMAx, ENABLE);		 // 使能双缓冲模式
DMA_Cmd(DMAx, ENABLE);						 // 启动DMA

// 4. 中断处理
void DMAx_IRQHandler(void ){
	if(DMA_GetIntStatus(DMAx_INT_HTX3, DMAx)){   //DMA半传输中断
		Process_Data(buf[0]);
		DMA_ClearFlag(DMAx_FLAG_HT3, DMAx);
	}
	if(DMA_GetIntStatus(DMAx_INT_TXC3, DMAx)){   //DMA全传输中断
		Process_Data(buf[1]);
		DMA_ClearFlag(DMAx_FLAG_TC3, DMAx);
	}
}

2. ADC注入组 + PWM触发

1. 名词解释
   （1）ADC注入组
   定义：ADC的一种高优先级采样模式，可以打断当前规则组转换，优先执行注入组转换。
   特点：同规则组一样都可以设置通道的采样顺序，但每个注入组通道有独立的数据寄存器，所以一般不结合DMA使用。并且每个ADC模块最多4个注入通道，即ADC1、ADC2、ADC3一共12个注入通道
   触发方式：同规则组一样，支持软件触发+硬件触发。
   应用场景：FOC相电流采样、过流/过压紧急检测、传感器突发信号采集等

   （2）触发分析
   例如配置PWM周期（Period）= 1ms（1000us）
   占空比（Duty Cycle）= 10% → Pulse = 100（100us高电平）
   PWM信号波：

   高电平   _ _ _ _ _  
   低电平  |  		|_ _ _ _ _ _ _ _ _ 
   	    ↑		↑
   	    t=0	    t=100us
   	 (上升沿)    (下降沿)
   

   ①如果配置ADC为PWM上升沿触发，那么ADC就会在PWM信号的上升沿（t=0） 时开始采样
   ②如果配置ADC为PWM比较事件触发，那么ADC就会在“PWM上升沿+Pulse值 对应的时间”（t=100us）时开始采样，在实际应用中，一般用PWM的比较事件 触发方式比较多。

   问： 为什么选PWM的比较事件触发方式比较多？
   答： 因为这种方式可以精确控制采样时刻，也就是通过设置PWM的Pulse值（占空比），去控制ADC采样点在PWM周期内的位置；还可以避开开关噪声，像在电机驱动或DC-DC这种功率电路中，MOSFET开关切换瞬间会产生瞬态电压电流，形成振荡噪声，所以PWM比较事件触发可以将采样点延迟到开关噪声之后，确保采集到稳定信号。

2. 抽象代码设计

// 1. PWM定时器基础配置（TIMx为例）
TIM_TimeBaseInit(TIMx, &TIM_TimeBaseStruct);  // 设置周期/预分频
TIM_OC1Init(TIMx, &TIM_OCStruct);            // 配置PWM占空比
TIM_SelectOutputTrigger(TIMx, TIM_TRGOSource_OC1Ref); // TRGO由比较匹配触发
TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);                       // 启动定时器

// 2. ADC注入组配置（ADCx为例）
ADC_Init(ADCx, &ADC_InitStruct);             // ADC基础模式设置
ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADCx, 1);   // 注入组通道数
ADC_InjectedChannelConfig(ADCx, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime); // 通道配置
ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADCx, ADC_ExternalTrigInjecConv_T1_TRGO); // PWM触发
ADC_Cmd(ADCx, ENABLE);                       // 启动ADC

// 3. ADC注入组中断服务函数
void ADC_IRQHandler(void) {
    if (ADC_GetITStatus(ADCx, ADC_IT_JEOC)) {  // 检查注入组转换完成中断
        g_adc_value = ADC_GetInjectedConversionValue(ADCx, ADC_InjectedChannel_1);
        ADC_ClearITPendingBit(ADCx, ADC_IT_JEOC);  // 清除中断标志
    }
}

问： 为什么上面刚说完初学者用的中断使用不合理，反而现在又要用中断方式了？
答： 上面说的中断不合理指的是规则组，因为规则组连续采样时频率很高，存在数据覆盖风险，而这里用的是注入组中断方式，它不是连续采样，是由外部事件触发，用于处理关键数据采样，对实时性要求高，必须通过中断立即响应，并且中断频率是我们自己可控的，其次每个注入组通道有独立的数据寄存器，不用担心数据覆盖风险，所以这里采用中断方式。

三、视频讲解

ADC高效采集方案：规则/注入组 + DMA双缓冲 + 定时器/PWM触发

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四、技术交流

那么，ADC这节课就先讲到这里，我们下节课再见！
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