STM32G431单片机多路ADC通道配置问题及解决方案记录

本文作为个人嵌入式学习记录，也希望能帮助到遇到相同问题的人。

叠甲：编者算嵌入式入门初学者，有许多考虑不周到的细节、解释的不清楚甚至错误的知识点，恳请恳请恳请各位大佬指教批评，及时指出！如果有问题，我期待并等待各位的留言！希望能共同进步！

本文“捉虫”&修正更新记录：

①25.3.31

发现问题：

蓝桥杯赛前练习做到嵌入式第十三届国赛题时，发现有个要求是用PA4、PA5模拟电压输入。配置的时候发现这两个引脚对应都是ADC2，说明是用一个ADC开多通道分别采集电压（这里是开两路通道）。

一开始我直接Active了ADC2_IN17和ADC2_IN13，但是Number Of Conversion是1，时钟采用的是同步2分频模式，单采样时间拉到最高是640.5Cycles，然后编写相关代码，测出来的结果：3.3V只接入一个引脚时，两个通道都显示采集到电压并且数值相同；后来上各大论坛查了一下资料，将配置改成Number Of Conversion=2，此时会强制使能连续模式Scan Conversion Mode，同步2分频改为异步2分频，两个通道的采样时间仍拉到最高640.5Cycles。

关于采样时间，浅谈简单理解：模拟转数字的一般步骤是采样-量化-编码，而要对模拟信号进行正确采样（“正确”是指在需要精度下，能采到输进去的电压值，比如3.3V进去就采出来3.3V，0V进去就采到0V），就需要让ADC有足够的处理时间，这里Sampling Time如是。对于一定频率的输入信号，设置Sampling Time的Cycles越高，就越能还原输入信号的精度，但同时需要的时间就越长。总结来说就是用时间换精度。

查STM32G431数据手册：

编者是懒人思维，直接拉高Sampling Time的Cycles，就保证了采到的精度，但需要的时间就久一点。这里设置640.5Cycles，则Tconv=640.5+12.5 Cycles=653ADC clock cycles；SysCLK=80M=AHB，经异步2分频，ADCCLK=40M，故一次ADC转换时间：

Tconv=653ADC clock cycles/40M=16.325us

然后为啥是异步分频不是同步分频：首先要声明一点是ADCCLK是源于AHB，同步异步是说ADCCLK与AHB的是否有相位差（这点是查出来的，关于同步异步的解释有很多）。①同步虽然简单，但是异步对于多个状态的处理更有优势（这点也是查出来的，我还没有深刻地体会，如果有大佬愿意举例的话，感谢！）②最主要的一点：异步可选择更多分频系数。当然，可以不针对ADC进行分频，只对AHB的频率进行降低也可以达到调整ADCCLK的效果。

相关配置（正确版）-

相关代码：

给出两种处理方式，一种是不借助HAL库函数ADC标志，另一种是借助HAL库函数ADC标志。

第一种：不借助HAL库函数ADC标志

```c

uint16_t getADC(void)
{
	uint16_t adc=0;
	HAL_ADC_Start(&hadc2);
	adc=HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
	return adc;
}

void Lcd_Proc(void)
{
	if((uwTick-uwTick_Lcd)<50) return;
	uwTick_Lcd=uwTick;

    //通过HAL_Delay-ms级，保证一次转换完毕；重复getADC（）是确保能采到ADC的值
    VoltPA4=getADC()*3.3/4096;
	HAL_Delay(15); 
	VoltPA5=getADC()*3.3/4096;
	HAL_Delay(15);
	VoltPA4=getADC()*3.3/4096;
	HAL_Delay(15);
	VoltPA5=getADC()*3.3/4096;
	HAL_Delay(15);

	sprintf((char*)LcdString,"TPA4:%4.2f",VoltPA4);
	LCD_DisplayStringLine(Line5,LcdString);
	sprintf((char*)LcdString,"TPA5:%4.2f",VoltPA5);
	LCD_DisplayStringLine(Line6,LcdString);
}

第二种：借助HAL库函数ADC标志

```c

/**********************************
*函数功能：获取单ADC多通道的值
*函数参数：
*          ADC_HandleTypeDef *hadc:ADC
*          float*data:保存ADC的值
*          uint8_t n:ADC通道个数
*函数返回值：无
**********************************/

void getMuchADC(ADC_HandleTypeDef *hadc,float *data,uint8_t n)
{
	HAL_ADC_Start(hadc);
	for(int i=0;i<n;i++)
	{	
		HAL_ADC_PollForConversion(hadc,1);//该函数会阻塞线程直至ADC转换完成
		data[i]=(float)(HAL_ADC_GetValue(hadc)*3.3/4096);//立刻处理转换数据
	}
	HAL_ADC_Stop(hadc);
}

void Lcd_Proc(void)
{
	if((uwTick-uwTick_Lcd)<50) return;
	uwTick_Lcd=uwTick;

	getMuchADC(&hadc2,ADCgetValue,2);//直接调用，有HAL_ADC_PollForConversion则不需要延时

	sprintf((char*)LcdString,"PA5:%4.2f",ADCgetValue[0]);
	LCD_DisplayStringLine(Line1,LcdString);
	sprintf((char*)LcdString,"PA4:%4.2f",ADCgetValue[1]);
	LCD_DisplayStringLine(Line3,LcdString);
}

上板现象：

图示TPA4和TPA5，显示“T”的是采用第一种方式；没有显示“T”的是第二种方式。这也证实两种方式都能用。

图一：板子引线，3.3V引到PA5脚

图二：板子引线，3.3V引到PA4脚

发现又有些问题：3.3V输入PA4的时候，PA4能采出3.3V，虽然PA5也有数值，但0.7V看着也还行(?)；3.3V输入PA5的时候，PA5能采出3.3V，但是PA4居然采到1.7V（理论值是0V，这就不能忍受了。（希望知道的大佬可以解答一下，非常感谢！）

后面请教了一些也玩这个的大佬们，建议我用信号发生器产生输出来测，怀疑可能是板子问题。然后用信号发生器输入了一个1MHz的、占空比97.5%的脉冲信号（模拟输入直流），最后测出来就正常了。如图：

图三：信号发生器，3V振幅引到PA4脚

图四：信号发生器，3V振幅引到PA5脚

小结&细节补充（待完善）

相关资料：

1.【江科大】STM32：ADC转换（单通道+多通道）https://blog.csdn.net/weixin_52958292/article/details/135762821?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=135762821&sharerefer=PC&sharesource=&sharefrom=from_link

2.使用HAL库开发STM32：ADC基础使用

https://blog.csdn.net/Naisu_kun/article/details/121532288?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=121532288&sharerefer=PC&sharesource=2201_75847016&sharefrom=from_link3.【蓝桥杯嵌入式】第十三届蓝桥杯嵌入式国赛程序设计试题以及详细题解https://blog.csdn.net/qq_53960242/article/details/129054668?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=129054668&sharerefer=PC&sharesource=2201_75847016&sharefrom=from_link

作者：野生余弦曲线