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Adc模块用户手册

大约 14 分钟约 4312 字2025/12/26

Adc模块用户手册

目录

1. 简介

本模块提供了对 ADC 外设的抽象接口，支持以下功能：

  • 初始化: 通过 HLI_Adc_InitModule 或 HLI_Adc_Init 函数配置ADC模块，包括选择ADC模块、设置参考电压、数据对齐方式、采样时间以及要扫描的模拟通道组。
  • 启动转换: 提供三种不同的转换模式来启动模数转换：
    • 同步转换 (HLI_Adc_StartSyncConvert): 这是一个阻塞式函数。调用后，程序会一直等待，直到所有通道的转换完成，然后返回结果。
    • 异步轮询转换 (HLI_Adc_StartAsyncPollingConvert): 这是一个非阻塞函数。调用后立即返回，程序可以继续执行其他任务。用户需要通过 HLI_Adc_GetAsyncConvertStatus 函数循环查询转换状态，待转换完成后再调用 HLI_Adc_GetAsyncConvertResult 获取结果。
    • 异步中断转换 (HLI_Adc_StartAsyncConvert): 这是一个非阻塞函数。调用后立即返回。当转换完成时，会触发一个中断，并执行在初始化时注册的回调函数 (ConvertCompletedCallback)，通知应用程序转换已完成，可以获取结果。
  • 获取结果: 根据所使用的转换模式，通过 HLI_Adc_StartSyncConvert 的返回值或调用 HLI_Adc_GetAsyncConvertResult 函数来获取存储转换结果的缓冲区。
  • 反初始化: 通过 HLI_Adc_DeInit 函数可以将ADC模块恢复到未初始化状态。

1.1 支持的设备

当前软件适用于以下芯片:

  • KF32A158xxxSF

1.2 名词及缩写

缩写解释
ADC模数转换模块
DMA直接存储器访问模块

2. 文件结构

文件名称描述
kf32axxx_hli_adc.c此文件包含Adc驱动程序的通用功能
kf32axxx_hli_adc.h此头文件输出Adc驱动程序的宏、类型定义和函数原型
kf32axxx_hli_adc_Lcfg.c此文件包含Adc初始化配置信息
kf32axxx_hli_adc_Lcfg.h此文件包含Adc声明初始化配置信息
kf32axxx_hli_adc_cfg.h此文件包含Adc常用通道定义

3. 数据结构

3.1 数据类型

3.1.1 宏定义

  1. DMA使能状态

    宏定义名称解释
    HLI_ADC_DMA_DISABLE不使能DMA
    HLI_ADC_DMA_ENABLE使能DMA

  2. ADC采样通道

    宏定义名称解释
    HLI_ADC_CHANNEL_0ADC采样通道0
    HLI_ADC_CHANNEL_2ADC采样通道2
    ......
    HLI_ADC_CHANNEL_11ADC采样通道11

  3. 额外采样时间

    宏定义名称解释
    HLI_ADC_SAMSEL_0_ADCCLK无额外采样时间
    HLI_ADC_SAMSEL_0_5_ADCCLK0.5个ADC时钟
    HLI_ADC_SAMSEL_1_ADCCLK1个ADC时钟
    HLI_ADC_SAMSEL_2_ADCCLK22个ADC时钟
    ......
    HLI_ADC_SAMSEL_256_ADCCLK256256个ADC时钟

3.1.2 枚举

  1. ADC常规通道

    枚举名称解释
    HLI_ADC_REGULAR_CH_0常规通道0
    HLI_ADC_REGULAR_CH_1常规通道1
    ......
    HLI_ADC_REGULAR_CH_15常规通道15

  2. ADC状态

    枚举名称解释
    HLI_ADC_STATUS_OKADC状态无错误
    HLI_ADC_STATUS_OVERFLOWADC常规通道溢出
    HLI_ADC_STATUS_INITIALIZEDADC已初始化
    HLI_ADC_STATUS_UNINITADC未初始化
    HLI_ADC_STATUS_BUSYADC忙
    HLI_ADC_STATUS_IDLEADC空闲
    HLI_ADC_STATUS_COMPLETEADC转换完成
    HLI_ADC_STATUS_CONVERT_TIMEOUTADC转换超时
    HLI_ADC_STATUS_ANALOGWDG_UNINITADC模拟看门狗未初始化
    HLI_ADC_STATUS_INVALID_PARAMADC参数错误

  3. ADC异步转换结果

    HLI_Adc_AsyncConvertResultType解释
    HLI_ASYNC_IDLEADC异步转换空闲
    HLI_ASYNC_BUSYADC异步转换忙
    HLI_ASYNC_COMPLETEDADC异步转换完成

  4. ADC模块索引序号

    HLI_Adc_ModuleType解释
    HLI_ADC_MODULE_0ADC0编号
    HLI_ADC_MODULE_1ADC1编号

  5. ADC转换结果对齐方式

    HLI_Adc_DataAlignEnumType解释
    HLI_LEFT配置ADC左对齐
    HLI_RIGHT配置ADC右对齐

  6. ADC参考电压选择

    HLI_Adc_RefEnumType解释
    HLI_INTERNAL配置内部参考电压作为AD参考电压
    HLI_VREF配置VREF+作为AD参考电压
    HLI_VDDA配置VDDA作为AD参考电压

    注意:

    选择内部参考电压时, 用户需要在 kf32axxx_hli_adc_cfg.h 中选择内部参考电压值, 即设置宏定义 HLI_ADC_INTERNAL_REF_VOLTAGE.

  7. ADC模拟看门狗使能状态

    HLI_Adc_AnalogWdgType解释
    HLI_ADC_ANALOG_WDG_DISABLE不启用模拟看门狗
    HLI_ADC_ANALOG_WDG_ENABLE启用模拟看门狗

  8. ADC模拟看门狗工作方式

    HLI_Adc_AnalogWdgModeType解释
    HLI_ADC_ANALOG_WDG_ALL_CHANNEL模拟看门狗模式, 所有扫描通道
    HLI_ADC_ANALOG_WDG_SINGLE_CHANNEL模拟看门狗模式, 单一扫描通道

  9. DMA通道

    HLI_Adc_DmaSourceType解释
    HLI_ADC_DMA0_CHANNEL_1DMA0通道1
    HLI_ADC_DMA0_CHANNEL_2DMA0通道2
    HLI_ADC_DMA0_CHANNEL_3DMA0通道3
    HLI_ADC_DMA0_CHANNEL_4DMA0通道4
    HLI_ADC_DMA0_CHANNEL_5DMA0通道5
    HLI_ADC_DMA0_CHANNEL_6DMA0通道6
    HLI_ADC_DMA0_CHANNEL_7DMA0通道7
    HLI_ADC_DMA1_CHANNEL_1DMA1通道1
    HLI_ADC_DMA1_CHANNEL_2DMA1通道2
    HLI_ADC_DMA1_CHANNEL_3DMA1通道3
    HLI_ADC_DMA1_CHANNEL_4DMA1通道4
    HLI_ADC_DMA1_CHANNEL_5DMA1通道5
    HLI_ADC_DMA1_CHANNEL_6DMA1通道6
    HLI_ADC_DMA1_CHANNEL_7DMA1通道7

3.1.3 类型定义

无。

3.2 配置项说明

  1. 静态配置

    成员解释取值范围
    HLI_ADC_INTERNAL_REF_VOLTAGEADC内部参考电压值可选范围为：
    HLI_ADC_REF_1P5V
    HLI_ADC_REF_2V
    HLI_ADC_REF_3V
    HLI_ADC_REF_4V

  2. DMA配置信息（HLI_Adc_DmaSourceConfigType）

    成员解释取值范围
    DmaSwitch是否使用dma可选范围参考宏定义 DMA使能状态。
    DmaSourceDMA通道可选范围参考定义 HLI_Adc_DmaSourceType。

  3. 模拟看门狗配置(HLI_Adc_AnalogWdgConfigType)

    成员解释取值范围
    AnalogWdgSwitch是否使用模拟看门狗可选范围参考 HLI_Adc_AnalogWdgType。
    Mode模式可选范围参考 HLI_Adc_AnalogWdgModeType。
    DetectionChannel单一模式时候, 配置的通道可选范围参考宏定义 ADC采样通道。
    HighThreshold上限阈值最大可设置值为4095。
    LowThreshold下限阈值最大可设置值为4095。
    AnalogWdgCallback回调函数HLI_Adc_AnalogWdgFcnType 类型的函数指针。

  4. ADC模块配置（HLI_Adc_UnitConfigType）

    成员解释取值范围
    DataAlign对齐方式可选范围参考 HLI_Adc_DataAlignEnumType，即左对齐或者右对齐。
    VoltageRef参考电压可选范围参考 HLI_Adc_RefEnumType，选择内部参考电压时需要用户在配置中选择内部参考电压大小。
    AdditionalSamplingTime额外采样时间可选范围参考宏定义 额外采样时间。
    GroupInfor采集通道配置该成员应为数组, 数组0代表采集通道个数； 1~N代表采集通道，可选范围参考宏定义 ADC采样通道。
    DmaConfigPtrDMA资源配置指向DMA配置（HLI_Adc_DmaSourceConfigType）的指针。
    ConvertCompletedCallback回调函数HLI_Adc_ConvertCompletedFcnType 类型的函数指针。
    AnalogWdgConfigPtr模拟看门狗配置指向模拟看门狗配置（HLI_Adc_AnalogWdgConfigType）的指针。
    RegularBufferOverflowCallback转换通道溢出回调函数HLI_Adc_RegularBufferOverflowFcnType 类型的函数指针。

  5. ADC配置信息（HLI_Adc_InformationConfigType）

    成员解释取值范围
    ModuleADC编号可选范围参考 HLI_Adc_ModuleType 。
    AdcUnitConfigADC模块配置信息，表示适用于 Module 成员选择的ADC的配置。指向ADC模块配置（HLI_Adc_UnitConfigType）的指针。

  6. ADC配置（HLI_Adc_ConfigType）

    成员解释取值范围
    AdcNumADC配置数量与实际需要配置的ADC模块数量保持一致，最大为 HLI_ADC_MAX_UNIT。
    AdcConfig[HLI_ADC_MAX_UNIT]ADC配置信息指向ADC配置的指针数组。

4. 驱动函数

4.1 函数接口

4.1.1 HLI_Adc_Init

NameDescription
函数名称HLI_Adc_Init
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_Init(const HLI_Adc_ConfigType *AdcConfigPtr)
同步/异步:同步
重入性 :不可重入
形参(输入):AdcConfigPtr : 配置信息
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK: 初始化成功
返回值:HLI_ADC_STATUS_INVALID_PARAM: 参数错误, 例如空指针, 通道数量无效, 或ADC模块已被初始化
描述:配置ADC及其对应的DMA通道, 可初始化多个ADC; 时钟源为系统时钟; 16分频
注意事项:AdcConfigPtr中Adc通道数量和通道名数量相等

4.1.2 HLI_Adc_InitModule

NameDescription
函数名称HLI_Adc_InitModule
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_InitModule(HLI_Adc_ModuleType AdcModule, const HLI_Adc_UnitConfigType *AdcModuleConfigPtr)
同步/异步:同步
重入性 :不可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输入):AdcModuleConfigPtr : 配置信息
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK: 初始化成功
返回值:HLI_ADC_STATUS_INITIALIZED: 已经初始化
描述:单个ADC初始化; 时钟源为系统时钟; 16分频
注意事项:函数会对输入参数进行校验, AdcModuleConfigPtr及其中的GroupInfor不能为空, 且通道数量必须大于0且小于等于64. AdcModuleConfigPtr中Adc通道数量和通道名数量相等.

4.1.3 HLI_Adc_DeInit

NameDescription
函数名称HLI_Adc_DeInit
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_DeInit(HLI_Adc_ModuleType AdcModule)
同步/异步:同步
重入性 :可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK: 反初始化成功
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT: adc模块未初始化
描述:反初始化ADC
注意事项:只会反初始化已初始化过的ADC, 未初始化ADC不响应
实施意见:
硬件资源:

4.1.4 HLI_Adc_StartSyncConvert

NameDescription
函数名称HLI_Adc_StartSyncConvert
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_StartSyncConvert(HLI_Adc_ModuleType AdcModule, uint16_t *AdcRstBuffer, uint32_t TimeOut)
同步/异步:同步
重入性 :ADC对象不同时可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输入):AdcRstBuffer : 存放ADC转换结果
形参(输出):TimeOut :超时时间, 配置为0表示无限等待采集完成
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK : 转换成功
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT : ADC未初始化
返回值:HLI_ADC_STATUS_CONVERT_TIMEOUT : 转换超时
返回值:HLI_ADC_STATUS_INVALID_PARAM : 参数错误
描述:使能ADC采样及读取ADC采样转换结果 , 同步采集函数
注意事项:形参传入的AdcRstBuffer长度不得小于配置的扫描通道数量; 配置DMA最大可采集16个通道; 不配置DMA最大采集7个通道(使用常规通道+高优先级通道)

4.1.5 HLI_Adc_StartAsyncPollingConvert

NameDescription
函数名称HLI_Adc_StartAsyncPollingConvert
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_StartAsyncPollingConvert(HLI_Adc_ModuleType AdcModule)
同步/异步:异步
重入性 :不可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK : 开始转换
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT : ADC未初始化
返回值:HLI_ADC_STATUS_BUSY : ADC忙碌, 正在转换
描述:异步采集函数, 使能后, 开始进行ADC转换
注意事项:使用后需要等待ADC采集完成后再读取值; 配置DMA最大可采集16个通道; 不配置DMA最大采集7个通道(使用常规通道+高优先级通道)

4.1.6 HLI_Adc_StartAsyncConvert

NameDescription
函数名称HLI_Adc_StartAsyncConvert
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_StartAsyncConvert(HLI_Adc_ModuleType AdcModule)
同步/异步:异步
重入性 :不可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK : 开始转换
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT : ADC未初始化
返回值:HLI_ADC_STATUS_BUSY : ADC正在转换
描述:开始ADC转换, 使用中断
注意事项:配置DMA最大可采集16个通道; 不配置DMA最大采集64个通道 ; 通过完成回调获取转换状态

4.1.7 HLI_Adc_GetAsyncConvertStatus

NameDescription
函数名称HLI_Adc_GetAsyncConvertStatus
语法:HLI_Adc_AsyncConvertResultType HLI_Adc_GetAsyncConvertStatus(HLI_Adc_ModuleType AdcModule)
同步/异步:同步
重入性 :不可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输出):无
返回值:HLI_ASYNC_IDLE : 空闲
返回值:HLI_ASYNC_BUSY : 转换中
返回值:HLI_ASYNC_COMPLETED : 转换完成
描述:获取异步转换状态
注意事项:无

4.1.8 HLI_Adc_GetAsyncConvertResult

NameDescription
函数名称HLI_Adc_GetAsyncConvertResult
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_GetAsyncConvertResult(HLI_Adc_ModuleType AdcModule, uint16_t *AdcRstBuffer)
同步/异步:同步
重入性 :不可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输入):AdcRstBuffer : 存放ADC转换结果
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK : 转换成功
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT : ADC未初始化
返回值:HLI_ADC_STATUS_IDLE : ADC未开始转换
返回值:HLI_ADC_STATUS_BUSY : 转换中
返回值:HLI_ADC_STATUS_INVALID_PARAM : 参数错误
描述:返回成功, 才会将采集结果更新到AdcRstBuffer中
注意事项:形参传入的AdcRstBuffer长度不得小于配置的扫描通道数量

4.1.9 HLI_Adc_StopAsyncConvert

NameDescription
函数名称HLI_Adc_StopAsyncConvert
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_StopAsyncConvert(HLI_Adc_ModuleType AdcModule)
同步/异步:同步
重入性 :不可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK : 停止完成
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT : ADC未初始化
返回值:HLI_ADC_STATUS_IDLE : ADC不在转换中
描述:停止ADC异步采集
注意事项:只能停止在转换中的ADC

4.1.10 HLI_Adc_AnalogWdgSetStatus

NameDescription
函数名称HLI_Adc_AnalogWdgSetStatus
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_AnalogWdgSetStatus(HLI_Adc_ModuleType AdcModule, bool Status)
同步/异步:同步
重入性 :可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输入):Status : true 使能; false 关闭
形参(输出):
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK: 设置成功
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT : ADC未初始化
返回值:HLI_ADC_STATUS_ANALOGWDG_UNINIT: 看门狗功能未初始化, 设置失败
描述:设置开启或关闭模拟看门狗功能
注意事项:在ADC未开始转换时调用该函数

4.1.11 HLI_Adc_AnalogWdgUpdate

NameDescription
函数名称HLI_Adc_AnalogWdgUpdate
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_AnalogWdgUpdate(HLI_Adc_ModuleType AdcModule, const HLI_Adc_AnalogWdgConfigType *AnalogWatchdogConfig)
同步/异步:同步
重入性 :可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输入):AnalogWatchdogConfig : 配置参数
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK : 更新成功
返回值:HLI_ADC_STATUS_UNINIT : ADC未初始化
返回值:HLI_ADC_STATUS_INVALID_PARAM : 参数错误
描述:更新看门狗配置
注意事项:在ADC未开始转换时调用该函数

4.1.12 HLI_Adc_GetRegularBufferOverflowedStatus

NameDescription
函数名称HLI_Adc_GetRegularBufferOverflowedStatus
语法:HLI_Adc_StatusType HLI_Adc_GetRegularBufferOverflowedStatus(HLI_Adc_ModuleType AdcModule)
同步/异步:同步
重入性 :不同ADC模块可重入
形参(输入):AdcModule : ADC0/1编号
形参(输出):无
返回值:HLI_ADC_STATUS_OK : 未溢出
返回值:HLI_ADC_STATUS_OVERFLOW: ADC转换通道溢出
描述:获取ADC转换通道溢出情况
注意事项:对ADC异步Polling转换的DMA模式有效。

4.2 中断回调

4.2.1 HLI_Adc_AnalogWdgFcnType

NameDescription
函数名称HLI_Adc_AnalogWdgFcnType
语法void (*HLI_Adc_AnalogWdgFcnType)(void)
形参(输入)无
形参(输出)无
返回值无
描述使用模拟看门狗, 回调函数
注意事项函数内不应该有时间长处理, 需要处理完后立刻退出

4.2.2 HLI_Adc_ConvertCompletedFcnType

NameDescription
函数名称HLI_Adc_ConvertCompletedFcnType
语法void (*HLI_Adc_ConvertCompletedFcnType)(void)
形参(输入)无
形参(输出)无
返回值无
描述中断转换完成, 回调函数
注意事项函数内不应该有时间长处理, 需要处理完后立刻退出

4.2.3 HLI_Adc_RegularBufferOverflowFcnType

NameDescription
函数名称HLI_Adc_RegularBufferOverflowFcnType
语法void (*HLI_Adc_RegularBufferOverflowFcnType)(HLI_Adc_RegularChannelType RegularChannelIndex);
形参(输入)RegularChannelIndex: ADC发生溢出的转化通道编号
形参(输出)无
返回值无
描述ADC发生转化通道溢出的回调函数
注意事项函数内不应该有时间长处理, 需要处理完后立刻退出

5. 使用示例

注

示例中使用的参数仅用作示例演示，应用时以实际为准。

1. 同步转换

此模式下，调用转换函数后会阻塞，直到转换完成并返回结果。

2. 异步轮询转换

此模式下调用启动转换后立即返回，然后通过循环查询状态来判断转换是否完成。

3. 异步中断转换

此模式下在初始化时注册一个回调函数。当硬件转换完成后，会触发中断，并在中断服务程序中调用该回调函数来通知应用。

6. 限制与假设

  • ADC频率限制为约8MHz, ADC采样频率最大为$f_{ADC}/(17 + 额外采样时间)$.
  • 不提供硬件触发配置.
  • ADC为单次触发模式.
  • 支持同步和异步采集功能.
  • 一个ADC采集通道数根据工作模式和是否使用DMA有所不同.

7. 变更记录

版本时间变更记录
v1.02025.11.19新增初版文档
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贡献者: 翟宇