Day08_单片机-ADC和DMA

模数转换器作用：将模拟信号转化为数字信号模拟信号：连续周期变化的电信号数字信号：离散的以1/0组成的电信号ADC的应用场景：一般用于电路中的电流/电压检测、也使用在各种传感器采集数据后进行传输（温湿度传感器）的转换过程本质是通过四个关键步骤，将。

liujing10232929

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liujing10232929 · 2025-09-23 21:52:59 发布

一、ADC相关概念

ADC（Analog-to-digital converter）:模数转换器
作用：将模拟信号转化为数字信号
模拟信号：连续周期变化的电信号
数字信号：离散的以1/0组成的电信号
ADC的应用场景：一般用于电路中的电流/电压检测、也使用在各种传感器采集数据后进行传输（温湿度传感器）
ADC：就是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号

ADC 的转换过程本质是通过采样->保持->量化->编码四个关键步骤，将连续信号 “离散化” 为数字代码。

ADC的工作流程：

模拟信号就绪→通道采样并保持信号→量化为离散等级→编码为二进制代码→写入数据寄存器→用户读取数字信号”。

图 1 模拟信号和数字信号

二、ADC1和ADC4

在STM32U575RIT6芯片中支持的是ADC1和ADC4外设控制器
1、采样位数：本质就是采样精度，ADC1采样转化后的数字信号是14位的，ADC4采样转化后的数字信号是12位
2、数据寄存器：采样转化得到的数字信号，会被存储到数据寄存器中，用户只需要读取数据寄存器中的值即可得到转化后的数字信号
3、电压转化公式：请看下图
待测电压=（ADC转化后的数字量*参考电压）/2^采样位数
4、ADC的采样校准和偏移补偿：请看下图

图 2 ADC1 和 ADC4

2.1采样原理

原理图：

图 3 逐次逼近法原理图

ADC 的采样位数：本质是采样精度，是将模拟信号转化为数字信号后的位数；

ADC1 转化后的数字信号是 14 位，ADC4 转化后的数字信号是 12 位

数据寄存器：存储转换后的数字信号

图 4 逐次逼近法原理

解析：
STM32U575RIT6中使用的是ADC采样方式：逐次逼近法。
逐次逼近法：循环使用二分半查找（折半查找）

eg:
以ADC4为例，采样位数为12位，也就是得到的数字信号是12位的（最小是0v最大是3.3v换个思路来理解就是十二位中最小的是0，最大的是4096，中间是1.65v(2048)）,现在要查找1.2v（1489）就是一直使用二分缩小范围直到找到他

2.2转换公式

电压转化公式：待测电压（1.2v）、参考电压（3.3v）、ADC转化后的数字量
2^采样位数
ADC转化得到的数字量=------------------- x 待测电压
参考电压
ADC的视线原理是逐次逼近发，但是在使用ADC时，用于只需要打开ADC、等待ADC采样并转化、获取转化后的值就可以了

2.3采样校准和偏移补偿

图：

图 5 采样时机和偏移补偿图示

注释：
ADC的采样就相当于录制一个跳舞的视频
一个跳舞的视频=很多跳舞动作的图片，按顺序播放
拍对应跳舞动作的图片的时机=ADC采样的时机

拍照的时机不可能固定=ADC采样时机可能发生偏移
如果ADC采样发生偏移，此时采样得到的诗句可能不是很准确，就需要使用硬件提供的偏移补偿机制（校准机制）
使用偏移补偿机制（校准机制）用于初始化采样机制

2.4ADC的通道

1、等待转化的模拟信号
2、ADC的通道：采样等待转化的模拟信号，在此处进行模拟信号转化为数字信号
3、ADC的数据寄存器：用户可以从此处读到转化完毕的数字信号

2.5ADC1的通道

图：

图 6 ADC1 连接图

图 7 ADC1 描述

注释：
ADC1:具备20个独立通道（用于采样模拟信号，转化模拟信号）
20个独立通道中：存在17个链接GPIO引脚的通道（外部通道），
存在3个连接芯片内部传感去的通道（内部通道）

2.6ADC4的通道

图：

图 8 ADC4 连接图

图 9 ADC4 描述

注释：
ADC4:具备24个独立通道（用于采样模拟信号，转化模拟信号）
24个独立通道中：存在19个链接GPIO引脚的通道（外部通道），
存在4个连接芯片内部传感去的通道（内部通道）
存在1个链接DAC外设控制器的通道

三、ADC的采样转化模式（扫描模式）

图 10 ADC 的五种采样模式

ADC的采样转化模式有五种：1、单通道单次转化模式 2、单通道连续转化模式 3、多通道单次转化模式 4、多通道连续转化模式 5、间隔转化模式（触发转化模式

1、单通道单次转化模式：
就是只使用一个ADC通道进行模拟信号的采样和转化，并且只转化一次，转化完的数据保存到数据寄存器中，此时当前转化就结束了

2、单通道连续转化模式：
使用一个ADC通道进行模拟信号的采样和转化，转化完的数据保存到数据寄存器中，紧接着开启下一次转换

单通道单次转化+while(1)=单通道连续转化

3、多通道单次转化模式：
就是使用多个ADC通道进行模拟信号的采样和转化，按照顺序依次转化通道中的模拟信号，转化完的数据保存到数据寄存器中，当这些使能通道中的数据转化并放到数据寄存器中后，此时当前多通道单次转化就结束了，如果想开次下一次转化，需要手动开启

4、多通道连续转化模式：
就是使用多个ADC通道进行模拟信号的采样和转化，按照顺序依次转化通道中的模拟信号，转化完的数据保存到数据寄存器中，当这些使能通道中的数据转化并放到数据寄存器中后，此时会回到最初始的通道开启二次或者N次转化，无需手动开启

多通道单次转化+while(1)=多通道连续转化

5、间隔转化模式（触发转化模式）：
使用间隔转化模式时，需要触发源，触发源触发一次，ADC就转化一次

ADC的转化模式：独立模式（单通道模式）、扫描模式（多通道模式）、触发模式

四、分析电路图

ANA1->ADC_VDC->PB1

图 11 电路图分析

五、CubeMX配置

图 12 配置 PB1 引脚为 ADC4_IN19

图 13 参数设置

ADCs_Common_Settings（ADC 通用设置）
        Mode（模式）：Independent mode（独立模式（每个通道都是独立的））
ADC_Settings（ADC 设置）
        Clock Prescaler（时钟分频）：Asynchronous clock mode divided by 1（时钟分频（时钟频率 -> 影响 ADC 模数转化的速率））
        Resolution（采样精度）：ADC 12 - bit resolution（采样精度（转化后的数字信号的位数）：12 位）
        Data Alignment（数据对齐方式）：Right alignment（数据对齐方式：右对齐）
        Sequencer（序列器）：Sequencer set to not fully configurable
        Scan Conversion Mode（输入转化模式）：Forward（输入转化模式：标准模式（标准转化速率模式））
        Continuous Conversion Mode（连续转化模式）：Disabled
        Discontinuous Conversion Mode（不连续转化模式）：Disabled
        DMA Continuous Requests（DMA 连续请求）：Disabled
        End Of Conversion Selection（转换结束选择）：End of single conversion
        Overrun behaviour（数据保存的机制）：Overrun data preserved（数据保存的机制：转化后的数字信号被存储到数据寄存器中可以使用追加 / 覆盖的方式）
        Low Power Auto Wait（低功耗自动等待）：Disabled
        Low Power Auto Off（低功耗自动关闭）：Low power disabled and auto off disabled
        SamplingTime Common 1（通用采样时间 1）：1.5 Cycles（通用的采样时间：1.5 轮转化一次，轮的具体时间需要根据时钟频率来计算理论上，采样时间越长，采样得到的数据越准确）
        SamplingTime Common 2（通用采样时间 2）：1.5 Cycles
        Trigger Frequency（触发频率）：Low frequency
        External Trigger Conversion Source（外部触发转换源）：Regular Conversion launched by software（使用间隔触发模式时，需要设置）
        External Trigger Conversion Edge（外部触发转换沿）：None
        Oversampling Mode（过采样模式）：Disabled
        Sampling Time（采样时间）：Sampling time common 1（使用采样时间 1）

图 14参数设置

图 15参数设置

图 16参数设置

六、API接口

ADC采样和转化流程：
0、开启ADC采样校准模式

1、开启ADC采样转化功能
2、等待采样+转化结束，数字信号被存放到数据寄存器中
3、从数据寄存器中读取数字信号
4、通过模数转化公式，将数字信号转化为模拟信号，并串口打印

ADC的采样校准要么在开启采样前，要么在关闭采用后

图 17keil图片01

图 18keil图片02

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef *hadc)
功能：
HAL库提供的用于开启ADC采样转化功能的函数
参数：
habc:ADC4外设控制器的句柄
返回值：
函数执行成功，返回HAL_OK
函数返回失败，返回错误码

uint32_t HAL_ADC_GetValue(const ADC_HandleTypeDef *hadc)
功能：
HAL库提供的用于获取转化完毕的数字信号的函数
参数：
habc:ADC4外设控制器的句柄
返回值：
返回成功获取的数字信号

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_PollForConversion(ADC_HandleTypeDef *hadc,uint32_t Timeout)
功能：
HAL库提供的用于阻塞等待ADC采样+转化完毕，数据被存放到数据寄存器中的函数
参数：
habc:ADC4外设控制器的句柄
Timeout:超时检测时间，当前函数的最大阻塞时间
返回值：
当ADC采样+转化数据完毕后，表示这个函数执行成功，函数执行成功，返回HAL_OK
当ADC采样+转化数据没结束时，此时这个函数处于阻塞状态
函数返回失败，返回错误码

#define HAL_MAX_DELAY 0xFFFFFFFU

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop(ADC_HandleTypeDef *hadc)
功能：
HAL库提供的用于关闭ADC采样转化功能的函数
参数：
habc:ADC4外设控制器的句柄
返回值：
函数执行成功，返回HAL_OK
函数返回失败，返回错误码

/**
* @brief Perform an ADC automatic self-calibration
* Calibration prerequisite: ADC must be disabled (execute this
* function before HAL_ADC_Start() or after HAL_ADC_Stop() ).
* @param hadc ADC handle
* @param CalibrationMode Selection of calibration offset or
* linear calibration offset.
* @arg ADC_CALIB_OFFSET Channel in mode calibration offset
* @arg ADC_CALIB_OFFSET_LINEARITY Channel in mode linear calibration offset
* @param SingleDiff Selection of single-ended or differential input
* This parameter can be one of the following values:
* @arg @ref ADC_SINGLE_ENDED Channel in mode input single ended
* @arg @ref ADC_DIFFERENTIAL_ENDED Channel in mode input differential ended
* @retval HAL status
*/
HAL_StatusTypeDef
HAL_ADCEx_Calibration_Start
(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t CalibrationMode, uint32_t SingleDiff)

功能：
HAL库提供的用于校准ADC采样的函数（此函数只需要开启一次即可）
参数：
hadc：ADC4外设控制器的句柄
CalibrationMode：校准模式的设置
ADC_CALIB_OFFSET 偏移量校准方式（最基础的）
ADC_CALIB_OFFSET_LINEARITY 硬件线性化校准（高级的）
线性化校准比偏移量校准更准确，一般使用一些高精度仪器上
SingleDiff：输入的模拟信号的选择
ADC_SINGLE_ENDED：输入单端信号（一个信号就代表一个电信号）
ADC_DIFFERENTIAL_ENDED：输入差分信号（两个信号代表一个电信号）
返回值：
函数执行成功，返回HAL_OK
函数执行失败，返回错误码

七、代码编写

7.1单通道单次转化模式

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
 
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
 
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
 
/* USER CODE END PTD */
 
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
 
/* USER CODE END PD */
 
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
 
/* USER CODE END PM */
 
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
 
/* USER CODE BEGIN PV */
 
/* USER CODE END PV */
 
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void SystemPower_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
 
/* USER CODE END PFP */
 
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//printf重定向
int fputc(int ch,FILE *stream)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,5);
	return ch;
}
/* USER CODE END 0 */
 
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Configure the System Power */
  SystemPower_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC4_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	uint32_t value_digital=0;
	//uint32_t value_digital[2]={0};
	float value_analog=0;
//stm32u575RIT6需要手动开启VDD电源管理单元的功能
	HAL_PWREx_EnableVddA();
	HAL_PWREx_EnableVddIO2();
	
	//开启采样ADC4校准
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc4,ADC_CALIB_OFFSET,ADC_SINGLE_ENDED);
	//HAL_ADC_Start(&hadc4);
	//int i=0;
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		//开启ADC的采样+转化功能
		HAL_ADC_Start(&hadc4);
		//等待ADC采样+转化完毕
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc4,5);
		//获取采样完毕的数字信号
		value_digital=HAL_ADC_GetValue(&hadc4);
		//通过模数转换公式，把获得电压转化为模拟信号
		value_analog=value_digital*3.3/4096;
		//串口打印
		printf("digital=%d,analog=%.4f\n",value_digital,value_analog);
		HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
 
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
 
  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIState = RCC_MSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.MSICalibrationValue = RCC_MSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIClockRange = RCC_MSIRANGE_0;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMBOOST = RCC_PLLMBOOST_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 3;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 10;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLRGE = RCC_PLLVCIRANGE_1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLFRACN = 0;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK3;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB3CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
 
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
 
/**
  * @brief Power Configuration
  * @retval None
  */
static void SystemPower_Config(void)
{
 
  /*
   * Disable the internal Pull-Up in Dead Battery pins of UCPD peripheral
   */
  HAL_PWREx_DisableUCPDDeadBattery();
/* USER CODE BEGIN PWR */
/* USER CODE END PWR */
}
 
/* USER CODE BEGIN 4 */
 
/* USER CODE END 4 */
 
/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
 
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

效果

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
 
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
 
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
 
/* USER CODE END PTD */
 
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
 
/* USER CODE END PD */
 
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
 
/* USER CODE END PM */
 
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
 
/* USER CODE BEGIN PV */
 
/* USER CODE END PV */
 
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void SystemPower_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
 
/* USER CODE END PFP */
 
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//printf重定向
int fputc(int ch,FILE *stream)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,5);
	return ch;
}
/* USER CODE END 0 */
 
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Configure the System Power */
  SystemPower_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC4_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	uint32_t value_digital=0;
	//uint32_t value_digital[2]={0};
	float value_analog=0;
//stm32u575RIT6需要手动开启VDD电源管理单元的功能
	HAL_PWREx_EnableVddA();
	HAL_PWREx_EnableVddIO2();
	
	//开启采样ADC4校准
	//HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc4,ADC_CALIB_OFFSET,ADC_SINGLE_ENDED);
	//HAL_ADC_Start(&hadc4);
	//int i=0;
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		//开启采样ADC4校准
	  HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc4,ADC_CALIB_OFFSET,ADC_SINGLE_ENDED);
		//开启ADC的采样+转化功能
		HAL_ADC_Start(&hadc4);
		//等待ADC采样+转化完毕
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc4,5);
		//获取采样完毕的数字信号
		value_digital=HAL_ADC_GetValue(&hadc4);
		//通过模数转换公式，把获得电压转化为模拟信号
		value_analog=value_digital*3.3/4096;
		//串口打印
		printf("digital=%d,analog=%.4f\n",value_digital,value_analog);
		HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
 
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
 
  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIState = RCC_MSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.MSICalibrationValue = RCC_MSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIClockRange = RCC_MSIRANGE_0;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMBOOST = RCC_PLLMBOOST_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 3;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 10;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLRGE = RCC_PLLVCIRANGE_1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLFRACN = 0;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK3;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB3CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
 
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
 
/**
  * @brief Power Configuration
  * @retval None
  */
static void SystemPower_Config(void)
{
 
  /*
   * Disable the internal Pull-Up in Dead Battery pins of UCPD peripheral
   */
  HAL_PWREx_DisableUCPDDeadBattery();
/* USER CODE BEGIN PWR */
/* USER CODE END PWR */
}
 
/* USER CODE BEGIN 4 */
 
/* USER CODE END 4 */
 
/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
 
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

7.2单通道连续转化模式

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
 
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
 
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
 
/* USER CODE END PTD */
 
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
 
/* USER CODE END PD */
 
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
 
/* USER CODE END PM */
 
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
 
/* USER CODE BEGIN PV */
 
/* USER CODE END PV */
 
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void SystemPower_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
 
/* USER CODE END PFP */
 
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//printf重定向
int fputc(int ch,FILE *stream)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,5);
	return ch;
}
/* USER CODE END 0 */
 
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Configure the System Power */
  SystemPower_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC4_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	uint32_t value_digital=0;
	//uint32_t value_digital[2]={0};
	float value_analog=0;
//stm32u575RIT6需要手动开启VDD电源管理单元的功能
	HAL_PWREx_EnableVddA();
	HAL_PWREx_EnableVddIO2();
	
	//开启采样ADC4校准
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc4,ADC_CALIB_OFFSET,ADC_SINGLE_ENDED);
	HAL_ADC_Start(&hadc4);//开启ADC连续转化模式后这一行代码只需要执行一次后续的ADC采样和转化会自动执行
	//int i=0;
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		//开启ADC的采样+转化功能
		//HAL_ADC_Start(&hadc4);
		//等待ADC采样+转化完毕
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc4,5);
		//获取采样完毕的数字信号
		value_digital=HAL_ADC_GetValue(&hadc4);
		//通过模数转换公式，把获得电压转化为模拟信号
		value_analog=value_digital*3.3/4096;
		//串口打印
		printf("digital=%d,analog=%.4f\n",value_digital,value_analog);
		HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
 
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
 
  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIState = RCC_MSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.MSICalibrationValue = RCC_MSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIClockRange = RCC_MSIRANGE_0;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMBOOST = RCC_PLLMBOOST_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 3;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 10;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLRGE = RCC_PLLVCIRANGE_1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLFRACN = 0;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK3;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB3CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
 
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
 
/**
  * @brief Power Configuration
  * @retval None
  */
static void SystemPower_Config(void)
{
 
  /*
   * Disable the internal Pull-Up in Dead Battery pins of UCPD peripheral
   */
  HAL_PWREx_DisableUCPDDeadBattery();
/* USER CODE BEGIN PWR */
/* USER CODE END PWR */
}
 
/* USER CODE BEGIN 4 */
 
/* USER CODE END 4 */
 
/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
 
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

7.3多通道单次转换模式

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Configure the System Power */
  SystemPower_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC4_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	//STM32U575RIT6需要手动开启VDD电源管理单元的功能
	HAL_PWREx_EnableVddA();
	HAL_PWREx_EnableVddIO2();
	
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc4,ADC_CALIB_OFFSET,ADC_SINGLE_ENDED);
 
	uint32_t buf[2]={0};
	float value[2]={0};
	//开启ADC转换功能，开启连续转化只需要执行一次开始，后续自动执行
	//HAL_ADC_Start(&hadc4);
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		for(int i=0;i<2;i++)
		{
			//开启ADC转换功能
			HAL_ADC_Start(&hadc4);
			//等待采样结束和转化完毕
			HAL_ADC_PollForConversion(&hadc4,HAL_MAX_DELAY);
			
			buf[i]=HAL_ADC_GetValue(&hadc4);
			value[i]=buf[0]*3.3/4096;
		}
		printf("Vbat: digital=%d,analog=%lf\n",buf[0],4*value[0]);
		printf("INT9: digital=%d,analog=%lf\n",buf[1],value[1]);
		HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
 
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
 
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
 
/* USER CODE END PTD */
 
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
 
/* USER CODE END PD */
 
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
 
/* USER CODE END PM */
 
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
 
/* USER CODE BEGIN PV */
 
/* USER CODE END PV */
 
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void SystemPower_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
 
/* USER CODE END PFP */
 
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//printf重定向
int fputc(int ch,FILE *stream)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,5);
	return ch;
}
/* USER CODE END 0 */
 
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Configure the System Power */
  SystemPower_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC4_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	//uint32_t value_digital=0;
	uint32_t value_digital[2]={0};
	float value_analog=0;
//stm32u575RIT6需要手动开启VDD电源管理单元的功能
	HAL_PWREx_EnableVddA();
	HAL_PWREx_EnableVddIO2();
	
	//开启采样ADC4校准
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc4,ADC_CALIB_OFFSET,ADC_SINGLE_ENDED);
	HAL_ADC_Start(&hadc4);//开启ADC连续转化模式后这一行代码只需要执行一次后续的ADC采样和转化会自动执行
	int i=0;
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
        for(i=0;i<2;i++)
        {
					//等待ADC采样+转化完毕
            HAL_ADC_PollForConversion(&hadc4,HAL_MAX_DELAY);
					//获取采样完毕的数字信号
            value_digital[i]=HAL_ADC_GetValue(&hadc4);
        }
        printf("%.4f\n",4*value_digital[0]*3.3/4096);
        printf("%.4f\n",value_digital[1]*3.3/4096);
			 HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
 
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
 
  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIState = RCC_MSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.MSICalibrationValue = RCC_MSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.MSIClockRange = RCC_MSIRANGE_0;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_MSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMBOOST = RCC_PLLMBOOST_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 3;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 10;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLRGE = RCC_PLLVCIRANGE_1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLFRACN = 0;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK3;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB3CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
 
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
 
/**
  * @brief Power Configuration
  * @retval None
  */
static void SystemPower_Config(void)
{
 
  /*
   * Disable the internal Pull-Up in Dead Battery pins of UCPD peripheral
   */
  HAL_PWREx_DisableUCPDDeadBattery();
/* USER CODE BEGIN PWR */
/* USER CODE END PWR */
}
 
/* USER CODE BEGIN 4 */
 
/* USER CODE END 4 */
 
/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
 
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

7.4 多通道连续转换模式

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Configure the System Power */
  SystemPower_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC4_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	//STM32U575RIT6需要手动开启VDD电源管理单元的功能
	HAL_PWREx_EnableVddA();
	HAL_PWREx_EnableVddIO2();
	
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc4,ADC_CALIB_OFFSET,ADC_SINGLE_ENDED);
 
	uint32_t buf[2]={0};
	float value[2]={0};
	//开启ADC转换功能，开启连续转化只需要执行一次开始，后续自动执行
	HAL_ADC_Start(&hadc4);
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		for(int i=0;i<2;i++)
		{
			//开启ADC转换功能
			//HAL_ADC_Start(&hadc4);
			//等待采样结束和转化完毕
			HAL_ADC_PollForConversion(&hadc4,HAL_MAX_DELAY);
			
			buf[i]=HAL_ADC_GetValue(&hadc4);
			value[i]=buf[0]*3.3/4096;
		}
		printf("Vbat: digital=%d,analog=%lf\n",buf[0],4*value[0]);
		printf("INT9: digital=%d,analog=%lf\n",buf[1],value[1]);
		HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

7.5练习：采集Vbat电源电压

八、DMA 相关概念

DMA (General purpose direct memory access controller)：通用可编程直接内存访问控制器

内存：广义的内存，包括虚拟内存地址和物理内存地址

DMA 本质是硬件缓冲区（FIFO）

DMA 的作用
减轻 CPU 的压力，将简单的数据存储工作交给 DMA 去做，让 CPU 只负责逻辑处理和数据处理。

DMA 的作用

减轻 CPU 的压力，将简单的数据存储工作交给 DMA 去做，让 CPU 只负责逻辑处理和数据处理。

图 14 DMA 图示

1. GPDMA 支持 16 个独立通道，每个通道都可以用来独立暂存数据

2. GPDMA 的通道用于数据的暂存和传输

单通道传输模式：使用一个通道进行数据传输

多通道传输模式：使用多个通道进行数据传输

同一时刻，只能使用一个 DMA 通道进行数据传输

3. 使用 DMA 通道传输数据前，需要向 DMA 发送使用请求

谁先发送 DMA 通道请求，谁先使用 DMA 通道

4. DMA 通道具有优先级等级，优先级等级高的 DMA 通道线传输数据，分为 4 个等级：

（1）低优先级

（2）中优先级

（3）高优先级

（4）超高优先级

5. 使用 DMA 通道传输数据，一端是 Source 源设备(发送端)，一端是 Destination 目标设备(接收端)

6. 使用 DMA 通道传输数据时，有 4 种数据传输方向：

（1）内存 -> 外设

（2）外设 -> 内存

（3）内存 -> 内存

（4）外设 -> 外设例如：串口的 IDR 寄存器 -> GPIO 的 ODR 寄存器

7. 使用 DMA 通道传输数据时，有数据传输标志位：

（1）数据没有传输完成标志位

（2）数据传输完成一半标志位

（3）数据全部传输完成标志位

8. 使用 DMA 通道传输数据时，可以设置 DMA 通道为不同模式：

（1）标准传输模式 - 内存地址连续时使用

（2）链表传输模式 - 聚集分散模式，物理内存地址不连续时使用

9. 使用 DMA 通道传输数据时，DMA 通道具备的单次最大传输数据范围：

（1）通道 0 - 11 的大小：2 个字 - 8 个字节

（2）通道 12 - 15 的大小：4 个字 - 16 个字节

一般使用 1 / 2 / 4 / 8 个字节为单次传输大小

10. 使用 DMA 通道传输数据时，DMA 内部有两个输出端口（源设备 -> DMA 通道 -> 目标设备）

（1）输出端口 port0

（2）输出端口 port1

源设备发送数据 -> DMA 通道 -> port0 -> 目标设备

注意：源设备和目标设备使用的输出端口必须是同一个

11. 使用 DMA 通道并非将 GPIO 引脚复用为 DMA 的功能，DMA 只是一个缓冲区，使用时只需要将数据放到 DMA 通道中即可

12. DMA 通道的单次传输模式和连续传输模式：

单次传输模式：使用 DMA 通道传输完一次数据后，DMA 通道自动关闭，如果需要继续从 DMA 通道传输数据，需要手动开启 DMA 通道；

连续传输模式：使用 DMA 通道传输完一次数据后，DMA 通道不自动关闭，而回自动继续传输数据。

一般使用连续传输模式，传输完一次完整数据后，手动关闭 DMA 通道

串口的不定长接收 = 串口的接收中断 + 串口的空闲中断

串口的不定长接收 = 串口的 DMA 通道 + 串口的空闲中断

图 15 DMA 内部框图

图 16

buf 的地址偏移问题：
DMA 通道从 USART1_RDR 寄存器中读取 1 个字节的数据缓存到 DMA 通道中，再将七写入 buf 中，每次写入前必须将 buf 的地址指针向后偏移 1 个字节才能正确完整存储数据，如果不偏移每次写入会覆盖前一次写入的 1 字节数据；对读取 USART1_RDR 寄存器来说，它的物理地址是固定的，所以对它不用地址偏移。

九、CubeMX 配置

图 17 配置引脚和 DMA 通道使能

配置 USART1 模式，选择 GPDMA 中的 1 个通道并将其设置为 Standard Request Mode.

图 18 DMA 一个通道的相关参数

上图是 DMA 其中一个通道的相关参数解释

图 19 DMA 通道参数的设置

按照上图一样设置 DMA 通道的参数

地址偏移：

如果从DMA通道读取数据/向DMA通道中写入数据的角色是 连续的内存地址，就需要开启对应的地址偏移

如果从DMA通道读取数据/向DMA通道中写入数据的角色是 固定的物理地址，就不需要开启对应的地址偏移

图 20 打开串口的中断使能

打开 USART1 的串口终端使能

十、API 接口

10.1 HAL_UART_Transmit_DMA 函数

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size)
功能：
HAL库提供的用于开启通过DMA通道存储串口接收数据的函数（串口接收到的数据，会被存储到DMA通道中）

USART1_RDR -> DMA

参数：
huart：USART1的句柄对象 p

Data：已经放入到DMA通道中的数据（从DMA通道中读取出来的数据）

Size：需要从DMA通道中读取的数据的大小，单位为字节

返回值：
函数执行成功，返回HAL_OK

函数执行失败，返回错误码

10.2 HAL_UART_DMAStop 函数

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart)
功能：
HAL库提供的用于手动关闭串口使用的DMA 在

串口使用DMA通道传输完完整数据后，需要手动关闭DMA通道

参数：
huart：USART1的句柄对象

返回值：
函数执行成功，返回HAL_OK

函数执行失败，返回错误码

十一、代码编写

main.c

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t buf[1024];
//中断标志
volatile int flag=0;
 
int fputc(int ch,FILE* stream)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)&ch,1,1);
	return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

 /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_GPDMA1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
 
  /* USER CODE END 2 */
	//开启串口使用DMA通道接收中断
	HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,buf,sizeof(buf));
	//开启空闲中断
	__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		if(flag==1)
		{
			printf("buf=%s\n",buf);
			memset(buf,0,sizeof(buf));
			flag=0;
		}
		
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

stm32u5xx_it.c

void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
	extern volatile int flag;
	extern uint8_t buf[1024];
  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
	if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE))
	{
		__HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_CLEAR_IDLEF);
		
		//手动关闭DMA通道
		HAL_UART_DMAStop(&huart1);
		
		//逻辑代码
		flag=1;
		
		//重新开启
		HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,buf,sizeof(buf));
	}
  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}