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1. 背景

前面我們已經(jīng)看過(guò) G32R430 在編碼器場(chǎng)景里的“專(zhuān)業(yè)對(duì)口”，也圍觀過(guò) ATAN2 的速度表演。這一篇輪到 ADC16 登場(chǎng)：畢竟角度算法再快，也架不住前端采樣“手抖”。

可以把它想成一條流水線：ATAN2 是后廚大廚，ADC16 是前廳點(diǎn)單。后廚刀工再秀，前廳把菜名聽(tīng)錯(cuò)了，最后端上來(lái)的也只能是玄學(xué)料理。

這篇博客我們一起來(lái)做三件事：

先把 ADC 這件事講清楚，知道它在編碼器鏈路里為什么是第一環(huán)；

再把 G32R430 的 ADC16 能力講清楚，知道每個(gè)能力能解決什么工程問(wèn)題；

最后把 SDK 里的ADC16 示例逐個(gè)拆開(kāi)，看看“共性”和“差異”都在哪兒。

2. ADC 是什么？

ADC（Analog to Digital Converter）就是把模擬電壓變成數(shù)字量的外設(shè)。在 MCU 工程里，它不只是“測(cè)電壓”，而是“把傳感器信號(hào)送進(jìn)算法”的入口。放到編碼器場(chǎng)景里（磁編/旋變 sin/cos）我們會(huì)馬上遇到三個(gè)問(wèn)題：

兩路采樣不同步，atan2 輸入就會(huì)錯(cuò)位；

觸發(fā)時(shí)刻不穩(wěn)定，角度會(huì)抖，控制環(huán)會(huì)被噪聲放大；

沒(méi)有硬件閾值監(jiān)測(cè)，異常輸入會(huì)把系統(tǒng)保護(hù)壓力全扔給軟件。

所以我們看 ADC，不能只盯分辨率，還要同時(shí)看時(shí)序確定性、觸發(fā)機(jī)制、數(shù)據(jù)路徑和保護(hù)能力。

3. G32R430 的 ADC16

模塊情況：G32R430 系列集成2 個(gè) 16 位精度、逐次逼近（SAR）型 ADC。每個(gè) ADC 最多 6 個(gè)外部通道，支持單次、連續(xù)、掃描或間斷等轉(zhuǎn)換模式；雙 ADC 同步時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果可存儲(chǔ)在主 ADC（ADC0）的 32 位數(shù)據(jù)寄存器中，便于一次讀出兩路同步采樣值。

主要特征（與本文例程對(duì)應(yīng)關(guān)系如下）：

精度與速率：16 位分辨率，ENOB 約 13.5 bit；內(nèi)置高精度參考源 1.65V±2mV（25℃）；16 bit 分辨率下最大采樣率 1 Msps。

輸入與通道：支持單端和差分輸入；通道數(shù)：最多6 對(duì)差分或12 個(gè)單端。

轉(zhuǎn)換模式：支持規(guī)則序列、注入序列，以及單次、連續(xù)、掃描、間斷等模式；轉(zhuǎn)換結(jié)果可存 16/32 位結(jié)果寄存器或經(jīng) DMA 傳到 RAM。

雙 ADC：兩路 ADC 支持主從模式，配置為主從時(shí)可保持采樣同步；雙 ADC 同步采樣可由軟件或硬件觸發(fā)。

過(guò)采樣：支持最高16 倍過(guò)采樣。

觸發(fā)方式：每個(gè) ADC 可獨(dú)立選擇觸發(fā)源——軟件觸發(fā)、片上定時(shí)器信號(hào)觸發(fā)、外部引腳觸發(fā)；雙 ADC 同步采樣時(shí)由同一觸發(fā)源驅(qū)動(dòng)。

其它：支持外部參考電壓引腳（輸入范圍可獨(dú)立于供電）；可編程通道采樣時(shí)間；每通道偏移補(bǔ)償；模擬看門(mén)狗（自動(dòng)電壓監(jiān)測(cè)、產(chǎn)生中斷或觸發(fā)定時(shí)器）。

這些能力對(duì)應(yīng)到工程收益，我們可以這么記：

同步采樣：給 sin/cos、雙電流這種相位敏感輸入兜底；

差分采樣：在強(qiáng)干擾現(xiàn)場(chǎng)提升抗共模能力；

定時(shí)觸發(fā)：把采樣時(shí)刻鎖到控制節(jié)拍；

過(guò)采樣：用吞吐?lián)Q穩(wěn)定度和有效精度；

模擬看門(mén)狗：越界檢測(cè)前移到硬件，提高響應(yīng)速度。

ADC16 時(shí)鐘來(lái)源：ADC1/2 的模擬時(shí)鐘的源時(shí)鐘可為PLL或SYSCLK，由 RCM 模塊中的ADCACLKSEL（RCM_ADCCR 寄存器 bit 8）選擇：0 選 PLL，1 選 SYSCLK。源時(shí)鐘再經(jīng)ADC16ADIV（RCM_ADCCR[1:0]）分頻得到 ADCCLK，分頻比可選6、12、24（對(duì)應(yīng) SDK 中的 DIV_6 / DIV_12 / DIV_24）。ADCCLK 直接決定單次轉(zhuǎn)換的節(jié)拍，進(jìn)而影響采樣率上限與轉(zhuǎn)換時(shí)間，配置時(shí)需保證不超過(guò)芯片手冊(cè)規(guī)定的 ADCCLK 上限；使能 ADC 后需等待ADC16ACLKRDY（RCM_ADCCR bit 2）為 1 再啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。時(shí)鐘來(lái)源與分頻在芯片時(shí)鐘樹(shù)中的位置見(jiàn)下圖。

4. 上手前提：同一塊板、同一套口徑

下面我們先把“用哪塊板、跑哪些例程、怎么看結(jié)果”說(shuō)清楚，后面所有示例都按這一套來(lái)，方便復(fù)現(xiàn)和對(duì)照。

4.1. 使用的平臺(tái)與板卡

本文示例基于Geehy G32R430 TinyBoard V1.2。板子分為上、下兩段：上方為板載調(diào)試器（APM32F103 作 Link 調(diào)試/燒錄），通過(guò) USB-C（J13）供電并做串口調(diào)試；下方為 G32R430 目標(biāo)板，帶按鍵、LED、以及豐富的排針與專(zhuān)用接口。和 ADC16 直接相關(guān)的是左側(cè)J11 模擬排針，提供單端/差分 ADC 引腳：AD1P/AD1M、AD2P/AD2M，對(duì)應(yīng) ADC1/ADC2 的差分或單端接入；右側(cè) J12 為通用 GPIO/模擬（如 A1～A5）等。板子還預(yù)留 BiSS-C（J6）、RS-485（J4）等接口，便于做編碼器或通信類(lèi)實(shí)驗(yàn)。板卡實(shí)物見(jiàn)下圖。

板卡：G32R430 TinyBoard V1.2

SDK：G32R430_DDL_SDK_V1.0.2

示例目錄：Examples/Board_G32R430_Tiny/ADC16

IDE：μVision V5.43.1.0

串口：USART2，115200（通過(guò)板載調(diào)試器，無(wú)需外接仿真器）

4.2. 我們?cè)趺从^察結(jié)果

以每個(gè)示例的 main.c 為主，重點(diǎn)看初始化和數(shù)據(jù)處理路徑，結(jié)果以串口輸出作為第一驗(yàn)證口徑。每個(gè)例程目錄下都有 readme.txt 說(shuō)明文檔，一般包含功能說(shuō)明、硬件連接與預(yù)期現(xiàn)象，復(fù)現(xiàn)時(shí)可先對(duì)照閱讀以便核對(duì)串口輸出或接線。

5. 先跑通基礎(chǔ)示例：ADC16_ContinuousConversion

本章我們來(lái)看一個(gè)完成基本轉(zhuǎn)換的示例。

5.1 main() 主流程

int main(void)

{

DDL_USART_InitTypeDef USART_InitStruct = {0U};

DDL_SysClkConfig();

DDL_NVIC_ConfigPriorityGroup(DDL_NVIC_PRIORITY_GROUP_4);

USART_InitStruct.BaudRate = 115200U;

USART_InitStruct.DataWidth = DDL_USART_DATAWIDTH_8B;

USART_InitStruct.StopBits = DDL_USART_STOPBITS_1;

USART_InitStruct.Parity = DDL_USART_PARITY_NONE;

USART_InitStruct.TransferDirection = DDL_USART_DIRECTION_TX_RX;

USART_InitStruct.HardwareFlowControl = DDL_USART_HWCONTROL_NONE;

USART_InitStruct.OverSampling = DDL_USART_OVERSAMPLING_16;

BOARD_COMInit(COM2, &USART_InitStruct);

ADC_Init();

while (1) {}

}

我們先抓主線：

DDL_SysClkConfig()：先把系統(tǒng)時(shí)鐘準(zhǔn)備好，ADC 才有穩(wěn)定節(jié)拍；

BOARD_COMInit()：先打通串口，后面調(diào)試結(jié)果能直接看到；

ADC_Init()：把 ADC 的通道、觸發(fā)、轉(zhuǎn)換模式一次配齊；

5.2 ADC_Init() 關(guān)鍵配置

DDL_RCM_ADC_SetAdcAnalogClkSource(DDL_RCM_ADCACLK_SYSCLK);

DDL_RCM_ADC_SetAdc16AnalogClkDivision(DDL_RCM_ADC16ACLK_DIV_6);

DDL_RCM_EnableAHBPeripheral(DDL_RCM_AHB_PERIPHERAL_GPIO);

DDL_RCM_EnableAHBPeripheral(DDL_RCM_AHB_PERIPHERAL_ADC1);

GPIO_InitStruct.Pin = DDL_GPIO_PIN_1;

GPIO_InitStruct.Mode = DDL_GPIO_MODE_ANALOG;

DDL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

ADC 時(shí)鐘源與分頻：SetAdcAnalogClkSource(SYSCLK) 表示 ADC 模擬時(shí)鐘來(lái)自系統(tǒng)時(shí)鐘；SetAdc16AnalogClkDivision(DIV_6) 表示再對(duì) SYSCLK 做 6 分頻，得到 ADC 內(nèi)核實(shí)際用的時(shí)鐘ADCCLK = SYSCLK / 6。例如 SYSCLK = 120 MHz 時(shí)，ADCCLK = 20 MHz。一次轉(zhuǎn)換所花的時(shí)間 =（采樣時(shí)間 + 轉(zhuǎn)換時(shí)間），單位都是ADCCLK 的周期。采樣時(shí)間由我們配置（如 10 cycles），轉(zhuǎn)換時(shí)間由芯片固定（16 位 ADC 一般為十幾 cycles，以數(shù)據(jù)手冊(cè)為準(zhǔn)）。所以ADCCLK 越高，單次轉(zhuǎn)換時(shí)間越短，理論上可達(dá)到的采樣率上限就越高；分頻選得越大（如 DIV_12、DIV_24），ADCCLK 越低，采樣節(jié)拍上限就越低。ADCCLK 不宜超過(guò)芯片規(guī)定上限，否則可能影響線性度。

打開(kāi) GPIO/ADC1 外設(shè)時(shí)鐘，不開(kāi)時(shí)鐘后面配置都白寫(xiě)；

PA1 置模擬模式，接入 ADC1_CHANNEL_1。

ADC_REG_InitStruct.TriggerSource = DDL_ADC16_REG_TRIG_SOFTWARE;

ADC_REG_InitStruct.SequencerLength = DDL_ADC16_REG_SEQ_SCAN_DISABLE;

ADC_REG_InitStruct.ContinuousMode = DDL_ADC16_REG_CONV_CONTINUOUS;

ADC_REG_InitStruct.DMATransfer = DDL_ADC16_REG_DMA_TRANSFER_NONE;

ADC_REG_InitStruct.Overrun = DDL_ADC16_REG_OVR_DATA_OVERWRITTEN;

DDL_ADC16_REG_Init(ADC1, &ADC_REG_InitStruct);

DDL_ADC16_SetChannelSamplingTime(ADC1, DDL_ADC16_CHANNEL_1, DDL_ADC16_SAMPLINGTIME_10CYCLES);

DDL_ADC16_REG_SetSequencerRanks(ADC1, DDL_ADC16_REG_RANK_1, DDL_ADC16_CHANNEL_1);

DDL_ADC16_SetVerfExternal(ADC1);

DDL_ADC16_SetChannelSingleDiff(ADC1, DDL_ADC16_CHANNEL_1, DDL_ADC16_SINGLE_ENDED);

軟件觸發(fā)：方便我們先把流程跑通；

關(guān)閉掃描：當(dāng)前只采單通道；

連續(xù)模式：一次啟動(dòng)后持續(xù)采樣；

DMA 先不用：讓數(shù)據(jù)路徑更直觀，先用 EOC 中斷讀數(shù)；

通道采樣時(shí)間、rank、參考電壓、單端模式都在這里定型。

DDL_ADC16_EnableIT_EOC(ADC1);

DDL_Interrupt_Register(ADC1_IRQn, ADC_Isr);

DDL_NVIC_EnableIRQRequest(ADC1_IRQn, 1, 1);

DDL_ADC16_Enable(ADC1);

while (DDL_RCM_ADC_IsAdc16AnalogClkRDY() == RESET);

DDL_ADC16_REG_StartConversion(ADC1);

使能 EOC 中斷并綁定 ISR；

ADC 使能后等待模擬時(shí)鐘 ready；

最后發(fā)出 StartConversion，采樣鏈路正式開(kāi)跑。

5.3. ADC_Isr() 數(shù)據(jù)路徑（讀數(shù) -> 換算 -> 輸出）

void ADC_Isr(void)

{

uint16_t adcData = 0;

uint16_t voltage = 0;

if(DDL_ADC16_IsActiveFlag_EOC(ADC1))

{

adcData = DDL_ADC16_REG_ReadConversionData32(ADC1);

voltage = (adcData * 3300) / 65535;

printf(" voltage : %d mV ", voltage);

DDL_ADC16_ClearFlag_EOC(ADC1);

}

}

這一段我們按三步記就行：

讀原始碼值；

按 3.3V 口徑換算 mV（voltage_mV = adcData * 3300 / 65535）；

打印并清中斷標(biāo)志，等待下一次 EOC。

這里的 65535 來(lái)自 16 位 ADC 的滿(mǎn)量程碼值：16 位無(wú)符號(hào)數(shù)范圍是 0 ~ (2^16 - 1)，也就是 0 ~ 65535。所以當(dāng) adcData = 65535 時(shí)對(duì)應(yīng)滿(mǎn)量程（約 3.3V），當(dāng) adcData = 0 時(shí)對(duì)應(yīng)約 0V，中間按線性比例換算。

到這里，基礎(chǔ)鏈路就是：

單端 + 單通道 + 軟件觸發(fā) + 連續(xù)轉(zhuǎn)換 + EOC中斷處理

6. 快速部署：例程來(lái)助力

Geehy 官方 SDK 里提供了多組 ADC16 示例工程，從單通道連續(xù)轉(zhuǎn)換到雙 ADC 差分同步，覆蓋我們前面提到的各種用法。下面我們對(duì)例程的關(guān)鍵代碼和使用場(chǎng)景進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

6.1 單通道連續(xù)轉(zhuǎn)換（軟件觸發(fā)）: ADC16_ContinuousConversion

單通道、軟件觸發(fā)、連續(xù)轉(zhuǎn)換，無(wú) DMA/無(wú)外部觸發(fā)，是最小可跑配置，適合第一次驗(yàn)證“ADC 能亮串口”。

適用場(chǎng)景：?jiǎn)温仿匐妷夯驕囟?光照等傳感器采樣，以及第一次把 ADC 跑通做驗(yàn)證。配置最少、不碰 DMA 和外部觸發(fā)，方便先確認(rèn)硬件和軟件鏈路沒(méi)問(wèn)題，再往上加功能。

6.2 定時(shí)器觸發(fā)單次采樣: ADC16_SingleRegulTmrTrigger

在單通道基礎(chǔ)上增加定時(shí)器觸發(fā)：采樣時(shí)刻由 TMR1 的 update 事件決定，便于和控制周期對(duì)齊。

關(guān)鍵代碼 1：TMR 產(chǎn)生周期觸發(fā)

stcTmrInit.Prescaler = 1199; /* 120MHz/(1199+1)=100kHz */

stcTmrInit.Autoreload = 49999; /* 50000/100kHz = 500ms 周期 */

DDL_TMR_Init(TMR1, &stcTmrInit);

DDL_TMR_SetTriggerOutput(TMR1, DDL_TMR_TRGO_UPDATE); /* update 事件當(dāng) TRGO */

DDL_TMR_EnableCounter(TMR1);

TMR1 每 500ms 產(chǎn)生一次 update，從 TRGO 腳輸出給 ADC，ADC 只在此時(shí)刻采樣，實(shí)現(xiàn)“節(jié)拍對(duì)齊”。

關(guān)鍵代碼 2：ADC 改為外部觸發(fā) + 單次

ADC_REG_InitStruct.TriggerSource = DDL_ADC16_REG_TRIG_EXT_TMR1_TRGO;

ADC_REG_InitStruct.ContinuousMode = DDL_ADC16_REG_CONV_SINGLE;

DDL_ADC16_REG_Init(ADC1, &ADC_REG_InitStruct);

ADC采樣的觸發(fā)源改為 TMR1 TRGO，連續(xù)模式關(guān)掉，每次 TRGO 來(lái)一次就采一次，下一輪再等下一個(gè) TRGO。

適用場(chǎng)景：采樣時(shí)刻必須和 PWM 或控制周期對(duì)齊時(shí)（例如 FOC 里每 PWM 周期采一次電流）。用定時(shí)器 TRGO 觸發(fā) ADC，采樣點(diǎn)由硬件定時(shí)，不會(huì)因軟件延遲或任務(wù)調(diào)度產(chǎn)生時(shí)間抖動(dòng)，控制環(huán)更穩(wěn)。

6.3. 模擬看門(mén)狗: ADC16_AnalogWindowWatchdog

在單通道連續(xù)轉(zhuǎn)換上增加模擬看門(mén)狗：硬件比較上下限，越界即進(jìn) AWD 中斷，適合做過(guò)壓/欠壓或異常幅值告警。

門(mén)限電壓與碼值換算

AWD 的上下限填的是 ADC 碼值（0～65535，16 位滿(mǎn)量程）。若希望按具體電壓設(shè)門(mén)限，需先把電壓換算成碼值：

例如 Vref=3.3V 時(shí)：

高限 2.0V → (Code_{high} = 2.0 imes 65535 / 3.3 approx 39718)，可取整為 0x9B36；

低限 0.5V → (Code_{low} = 0.5 imes 65535 / 3.3 approx 9930)，可取整為 0x26CA。

反之，已知碼值算電壓：(V = Code imes V_{ref} / 65535)。下面示例里的 0xB00（2816）、0x300（768）對(duì)應(yīng)約0.142V、0.039V（Vref=3.3V），相當(dāng)于一個(gè)很窄的“正常窗口”，僅作演示用；實(shí)際工程中按你需要的過(guò)壓/欠壓電壓用上式算出碼值再填入。

關(guān)鍵代碼 1：閾值與監(jiān)測(cè)通道

例程 ADC16_AnalogWindowWatchdog 中閾值配置如下（與上文公式一致：碼值 × 3300 / 65535 即得 mV）：

/* Set the upper and lower threshold of AWD1 for ADC1. */

/* Upper threshold voltage: 142 mV = 0xB00 * 3300 / 65535 */

/* Lower threshold voltage: 39 mV = 0x300 * 3300 / 65535 */

DDL_ADC16_ConfigAnalogWDThresholds(ADC1, DDL_ADC16_AWD1, 0xB00, 0x300);

DDL_ADC16_EnableIT_AWD1(ADC1);

例程中還會(huì)調(diào)用 DDL_ADC16_SetAnalogWDMonitChannels(ADC1, DDL_ADC16_AWD1, DDL_ADC16_AWD_CHANNEL_1_REG) 指定監(jiān)視規(guī)則組 CH1，以及 DDL_ADC16_EnableIT_AWD1(ADC1) 使能 AWD1 中斷。簡(jiǎn)單說(shuō)就是：用碼值配置 AWD1 上下限，并指定監(jiān)視通道與中斷；當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)果高于高限或低于低限時(shí)觸發(fā) AWD1 中斷，無(wú)需軟件輪詢(xún)比較。

關(guān)鍵代碼 2：中斷里區(qū)分 AWD 與 EOC

void ADC_Isr(void)

{

uint16_t adcData = 0;

uint16_t voltage = 0;

if (DDL_ADC16_IsActiveFlag_AWD1(ADC1))

{

BOARD_LEDOn(LED2);

iAWD_Flag = 1;

DDL_ADC16_ClearFlag_AWD1(ADC1);

}

if (DDL_ADC16_IsActiveFlag_EOC(ADC1))

{

adcData = DDL_ADC16_REG_ReadConversionData32(ADC1);

voltage = (adcData * 3300) / 65535; /* 碼值轉(zhuǎn) mV，Vref=3.3V */

if (iAWD_Flag == 1)

{

printf(" ADC1 Analog Window Watchdog is active. ");

iAWD_Flag = 0;

}

else

{

BOARD_LEDOff(LED2);

}

printf(" voltage : %d mV ", voltage);

Delay(0x4FFFFF);

DDL_ADC16_ClearFlag_EOC(ADC1);

}

}

簡(jiǎn)單說(shuō)就是：AWD 先到則打燈并置標(biāo)志、清 AWD 標(biāo)志；EOC 到則讀碼值、換算成電壓(mV)、若曾觸發(fā) AWD 則打印告警并清標(biāo)志否則關(guān)燈、打印電壓并延時(shí)，最后清 EOC。與例程 ADC16_AnalogWindowWatchdog 一致。下圖為模擬看門(mén)狗例程運(yùn)行時(shí)的串口與 LED 表現(xiàn)，便于驗(yàn)證越界告警與電壓打印。

適用場(chǎng)景：需要對(duì)輸入電壓做“越界即告警”的保護(hù)（過(guò)壓、欠壓、或幅值異常）。閾值和監(jiān)測(cè)通道在硬件里配置，一旦越界立刻進(jìn) AWD 中斷，不依賴(lài)軟件輪詢(xún)，響應(yīng)快、也不占主循環(huán)時(shí)間。

6.4. 過(guò)采樣: ADC16_OversampleMode

在單通道連續(xù)轉(zhuǎn)換上開(kāi)啟過(guò)采樣：多次采樣再平均/移位，用吞吐?lián)Q穩(wěn)定度。G32R430 的過(guò)采樣支持 2/4/8/16 倍過(guò)采樣率，適合對(duì)精度或穩(wěn)定性要求高、而采樣率不必很高的場(chǎng)景。

過(guò)采樣公式與寄存器

ADC 過(guò)采樣的計(jì)算公式如下（手冊(cè)中的定義可參考下圖）：

過(guò)采樣組合與標(biāo)志位

ADC16 為16 位滿(mǎn)量程（單次最大 0xFFFF），不同 N 與移位組合下，累加后的最大值及右移后寫(xiě)入 DR 的范圍見(jiàn)下表。單次轉(zhuǎn)換時(shí)間在過(guò)采樣模式下不變，每N次轉(zhuǎn)換才給出一個(gè)有效結(jié)果，總延遲為 (N imes T_{CONV})；EOC 每 N 次轉(zhuǎn)換置 1 一次，EOS 在整段 N 次序列結(jié)束時(shí)置 1，編程時(shí)可按 EOC/EOS 取數(shù)。

說(shuō)明：最大轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)= N × 0xFFFF（16 位單次滿(mǎn)量程）。各移位列 = 累加和右移 M 位；若結(jié)果 > 0xFFFF 則標(biāo)為 >16b（超出 DR 位寬，可能截?cái)嗷蛐璞苊庠摻M合）。加粗的0xFFFF表示“取平均”組合（M 使 N÷2^M = 1），此時(shí) DR 仍為 0～65535，電壓換算分母用65535。

各組合下的最大量程與適用電壓區(qū)間（Vref=3.3V）

下表合并所有 N/M 組合：結(jié)果 ≤16 位時(shí) DR 滿(mǎn)碼對(duì)應(yīng) 3.3V；結(jié)果 >16 位時(shí) 0xFFFF 對(duì)應(yīng)“未溢出時(shí)的電壓上限”（如 2x No-shift 為 3.3/2=1.65V），僅在此電壓以下 DR 與電壓線性對(duì)應(yīng)。換算一律 V = adcData × 滿(mǎn)量程電壓 / DR最大值。

說(shuō)明：滿(mǎn)量程電壓 = 該組合下 DR 滿(mǎn)碼對(duì)應(yīng)的輸入電壓（≤16b 時(shí)為 3.3V；>16b 時(shí)為 3.3V×(0xFFFF/累加移位后滿(mǎn)值)，超出后溢出）。按實(shí)際被測(cè)電壓區(qū)間選行，用該行「電壓換算」列公式。本表僅適用于參考電壓 Vref=3.3V、單端通道；差分通道或其它 Vref/量程需按相同思路另行計(jì)算。

關(guān)鍵代碼

DDL_ADC16_SetOverSamplingScope(ADC1, DDL_ADC16_OVS_GRP_REGULAR_CONTINUED);

DDL_ADC16_SetOverSamplingDiscont(ADC1, DDL_ADC16_OVS_REG_CONT);

DDL_ADC16_ConfigOverSamplingRatioShift(ADC1, DDL_ADC16_OVS_RATIO_2, DDL_ADC16_OVS_SHIFT_RIGHT_1);

總結(jié)一下，對(duì)規(guī)則組連續(xù)轉(zhuǎn)換做過(guò)采樣；RATIO_2 表示 2 次采樣累加（N=2），SHIFT_RIGHT_1 表示結(jié)果右移 1 位（÷2），即取平均，起到平滑噪聲的作用。

從 DR 到實(shí)際電壓的代碼（ADC16 為 16 位滿(mǎn)量程）

G32R430 的 ADC16 單次轉(zhuǎn)換結(jié)果為16 位滿(mǎn)量程：碼值 0～65535 對(duì)應(yīng) 0～Vref。在 RATIO_2 + SHIFT_RIGHT_1（N=2、M=2）下，硬件做的是兩次采樣求和再右移 1 位，即兩次取平均：

單次轉(zhuǎn)換范圍：0～65535

兩次之和：0～131070

右移 1 位（÷2）后：0～65535

因此過(guò)采樣后的 DR 仍為 0～65535，滿(mǎn)量程還是 16 位，只是每個(gè)碼值是兩次采樣的平均，噪聲更小。換算電壓時(shí)分母用 65535，與“單次轉(zhuǎn)換”一致：

過(guò)采樣完成后，在 EOC 中斷里按“一次有效結(jié)果”讀一次 DR 即可。下圖為過(guò)采樣例程運(yùn)行時(shí)的串口輸出，便于對(duì)照實(shí)際碼值與電壓換算結(jié)果。

示例（Vref=3.3V，結(jié)果單位 mV）：

void ADC_Isr(void)

{

if (DDL_ADC16_IsActiveFlag_EOC(ADC1))

{

uint16_t adcData = (uint16_t)DDL_ADC16_REG_ReadConversionData32(ADC1); /* 從 DR 讀 16 位 */

/* ADC16 為 16 位滿(mǎn)量程，2x+1bit 后 DR 仍為 0~65535，故分母用 65535： */

uint32_t voltage_mV = (uint32_t)adcData * 3300U / 65535U;

DDL_ADC16_ClearFlag_EOC(ADC1);

}

}

適用場(chǎng)景：被測(cè)信號(hào)變化慢、但對(duì)精度或穩(wěn)定性要求高（如直流母線電壓、溫度、基準(zhǔn)監(jiān)測(cè)）。過(guò)采樣把多次采樣平均或移位，能壓低隨機(jī)噪聲、提高有效位數(shù)，代價(jià)是單次“有效采樣”的時(shí)間變長(zhǎng)，適合不追求極高采樣率的場(chǎng)合。

6.5. 多通道掃描 + DMA: ADC16_MultiChannelScan

多通道掃描 + DMA：ADC 按 rank 順序掃多路，每路結(jié)果由 DMA 自動(dòng)搬到內(nèi)存，CPU 只需在 DMA 完成時(shí)處理一批數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵代碼 1：DMA 從 ADC 搬到數(shù)組

DMA_InitStruct.PeriphOrM2MSrcAddress = (uint32_t)&ADC1->DR;

DMA_InitStruct.MemoryOrM2MDstAddress = (uint32_t)&adcData;

DMA_InitStruct.Direction = DDL_DMA_DIRECTION_PERIPH_TO_MEMORY;

DMA_InitStruct.Mode = DDL_DMA_MODE_CIRCULAR;

DMA_InitStruct.NbData = ADC_CH_SIZE; /* 與 rank 數(shù)一致 */

DDL_DMA_Init(DMA1, DDL_DMA_STREAM_0, &DMA_InitStruct);

注意：G32R430 的 ADC16 與 DMA 之間的數(shù)據(jù)搬運(yùn)只能按 32 位（word）進(jìn)行，即源端 ADC1->DR 每次以 32 位被讀出、DMA 每次搬運(yùn) 32 位到內(nèi)存。多通道時(shí)每個(gè)通道的 16 位結(jié)果在 DR 中占 32 位空間，配置 DMA 時(shí)數(shù)據(jù)寬度與 NbData 需與此一致，勿按 16 位寬度配置，否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)位或搬運(yùn)異常。

源是 ADC1->DR，每完成一路轉(zhuǎn)換 DR 更新，DMA 按 32 位搬一 word；目的為 adcData[]，循環(huán)模式，搬滿(mǎn) 3 個(gè) word 后可根據(jù) TC 標(biāo)志處理并再次啟動(dòng) ADC。

關(guān)鍵代碼 2：規(guī)則組 3 rank + 單次 + DMA

ADC_REG_InitStruct.SequencerLength = DDL_ADC16_REG_SEQ_SCAN_ENABLE_3RANKS;

ADC_REG_InitStruct.ContinuousMode = DDL_ADC16_REG_CONV_SINGLE;

ADC_REG_InitStruct.DMATransfer = DDL_ADC16_REG_DMA_TRANSFER_UNLIMITED;

DDL_ADC16_REG_SetSequencerRanks(ADC1, DDL_ADC16_REG_RANK_1, DDL_ADC16_CHANNEL_0);

DDL_ADC16_REG_SetSequencerRanks(ADC1, DDL_ADC16_REG_RANK_2, DDL_ADC16_CHANNEL_1);

DDL_ADC16_REG_SetSequencerRanks(ADC1, DDL_ADC16_REG_RANK_3, DDL_ADC16_CHANNEL_3);

簡(jiǎn)單說(shuō)就是，一次軟件啟動(dòng)后依次采 rank1/2/3，結(jié)果依次進(jìn) DR，DMA 按順序?qū)懭?adcData[0..2]；單次模式下一輪掃完就停，需在 TC 里再次 StartConversion。

適用場(chǎng)景：要同時(shí)采多路模擬量（如多路電壓、電流、溫度），又希望 CPU 少參與搬運(yùn)。ADC 按 rank 順序掃多路，DMA 自動(dòng)把結(jié)果寫(xiě)入數(shù)組，CPU 只在“一輪掃完”時(shí)處理一批數(shù)據(jù)即可，中斷負(fù)擔(dān)小、時(shí)序更可控。

6.6. 連續(xù)多通道掃描: ADC16_ContinuousMultiChannelScan

在 MultiChannelScan 基礎(chǔ)上改為連續(xù)掃描：一次啟動(dòng)后 ADC 一直掃，DMA 循環(huán)寫(xiě)同一塊 buffer，無(wú)需每次軟件重啟 ADC。

關(guān)鍵差異（相對(duì) 6.5）

ADC_REG_InitStruct.ContinuousMode = DDL_ADC16_REG_CONV_CONTINUOUS;

區(qū)別就這一句：連續(xù)模式下一輪 3 通道掃完自動(dòng)開(kāi)始下一輪，DMA 持續(xù)把結(jié)果寫(xiě)入 adcData[]，主循環(huán)或 DMA 半滿(mǎn)/全滿(mǎn)中斷里處理即可，不用再調(diào) StartConversion。

適用場(chǎng)景：需要持續(xù)監(jiān)控多路狀態(tài)量（溫度、母線電壓、輔助電源等），數(shù)據(jù)要連續(xù)更新。連續(xù)掃描 + DMA 循環(huán)寫(xiě) buffer，一次啟動(dòng)后無(wú)需反復(fù)軟件觸發(fā)，主循環(huán)或半滿(mǎn)/全滿(mǎn)中斷里周期性處理即可，適合“常開(kāi)”的監(jiān)控類(lèi)應(yīng)用。

6.7. 差分輸入: ADC16_DifferentialMode

單 ADC、差分輸入（DP/DM），結(jié)果是有符號(hào)數(shù)，適合共模噪聲大的長(zhǎng)線信號(hào)。

關(guān)鍵代碼：差分配置與讀數(shù)

DDL_ADC16_SetChannelSamplingTime_Diff(ADC1, DDL_ADC16_DIFF_CHANNEL0, DDL_ADC16_SAMPLINGTIME_10CYCLES);

DDL_ADC16_SetSequencerRanks_Diff(ADC1, DDL_ADC16_REG_RANK_1, DDL_ADC16_DIFF_CHANNEL0);

DDL_ADC16_SetChannelSingleDiff(ADC1, DDL_ADC16_CHANNEL_0, DDL_ADC16_DIFFERENTIAL_ENDED);

sAdcData = (int16_t)DDL_ADC16_REG_ReadConversionData32(ADC1);

fVoltage = ((float)sAdcData) * (3.3f / 32768.0f); /* 雙極性：±Vref 對(duì)應(yīng) ±32768 */

簡(jiǎn)單說(shuō)就是，采樣與 rank 用 _Diff 接口綁定差分通道；結(jié)果按 int16_t 解讀，滿(mǎn)量程對(duì)應(yīng) ±Vref，所以換算用 3.3/32768。

適用場(chǎng)景：傳感器走線較長(zhǎng)、地線共模噪聲明顯，或信號(hào)本身是差分輸出（如部分電流采樣、橋式傳感器）。差分輸入只放大兩線之差，共模干擾被抑制，讀數(shù)更穩(wěn)；結(jié)果是有符號(hào)數(shù)，正負(fù)電壓都能表示。

6.8. 雙 ADC 同步單次: ADC16_DualRegulSimulMode

雙 ADC 同步、單次：ADC1 與 ADC2 在同一時(shí)刻各采一路，結(jié)果合并成 32 位從 ADC1 讀出，適合“同一時(shí)刻”抓兩路（如 sin/cos 的某一拍）。

關(guān)鍵代碼 1：雙 ADC 同步模式 + 兩路 rank

DDL_ADC16_SetMultimode(ADC1, DDL_ADC16_MULTI_DUAL_REG_SIMULT);

DDL_ADC16_SetChannelSamplingTime(ADC1, DDL_ADC16_CHANNEL_1, DDL_ADC16_SAMPLINGTIME_10CYCLES);

DDL_ADC16_REG_SetSequencerRanks(ADC1, DDL_ADC16_REG_RANK_1, DDL_ADC16_CHANNEL_1);

/* ADC2 同樣配 CH1、rank1 */

DDL_ADC16_REG_Init(ADC2, &ADC_REG_InitStruct);

DDL_ADC16_SetChannelSamplingTime(ADC2, DDL_ADC16_CHANNEL_1, ...);

DDL_ADC16_REG_SetSequencerRanks(ADC2, DDL_ADC16_REG_RANK_1, DDL_ADC16_CHANNEL_1);

核心就這句：SetMultimode(..., DUAL_REG_SIMULT) 使 ADC1/ADC2 在同一觸發(fā)下同時(shí)轉(zhuǎn)換；兩邊 rank1 各綁一個(gè)通道，一次觸發(fā)得到兩路“同一時(shí)刻”的采樣。

關(guān)鍵代碼 2：讀 32 位合并結(jié)果

adcData = DDL_ADC16_REG_ReadConversionData32(ADC1);

adc1_data = (adcData & 0xFFFF);

adc2_data = (adcData >> 16) & 0xFFFF;

簡(jiǎn)單說(shuō)就是：硬件把 ADC1 結(jié)果放低 16 位、ADC2 放高 16 位；單次模式下每輪讀完需軟件再次 StartConversion(ADC1) 觸發(fā)下一對(duì)。

適用場(chǎng)景：需要在“同一時(shí)刻”抓兩路模擬量（例如某一拍的兩相電流、或 sin/cos 的某一瞬態(tài)）。雙 ADC 由同一觸發(fā)同時(shí)啟動(dòng)，結(jié)果合并成 32 位一次讀出，兩路時(shí)間完全對(duì)齊，沒(méi)有通道間相位差，適合做瞬態(tài)分析或單次同步記錄。

6.9. 雙 ADC 連續(xù)同步: ADC16_ContinuousDualRegulSimulMode

在 DualRegulSimulMode 上改為連續(xù)：雙 ADC 持續(xù)同步采樣，無(wú)需每次軟件重啟。

關(guān)鍵差異

ADC_REG_InitStruct.ContinuousMode = DDL_ADC16_REG_CONV_CONTINUOUS; /* ADC1、ADC2 均設(shè)為 CONTINUOUS */

簡(jiǎn)單說(shuō)就是：一次 StartConversion(ADC1) 后，ADC1/ADC2 持續(xù)同步轉(zhuǎn)換，結(jié)果仍從 ADC1 以 32 位讀出并拆分，適合編碼器 sin/cos 或雙電流的連續(xù)同步采樣。

適用場(chǎng)景：編碼器 sin/cos 或雙路電流等需要“持續(xù)、且兩路嚴(yán)格同步”的采樣。雙 ADC 連續(xù)同步轉(zhuǎn)換，每次得到一對(duì)時(shí)間對(duì)齊的 (x,y)，直接可喂給 atan2 或電流環(huán)；一次啟動(dòng)長(zhǎng)期有效，無(wú)需每拍軟件觸發(fā)，適合高節(jié)拍控制環(huán)。

6.10. 雙 ADC 雙路差分: ADC16_DualDifferentialMode

雙 ADC + 雙路差分：ADC1/ADC2 各采一路差分，仍為同步、結(jié)果合并為 32 位，兩路都用差分換算（int16 + 3.3/32768）。

關(guān)鍵代碼：雙 ADC 同步 + 差分配置與讀數(shù)

DDL_ADC16_SetMultimode(ADC1, DDL_ADC16_MULTI_DUAL_REG_SIMULT);

DDL_ADC16_SetChannelSamplingTime_Diff(ADC1, DDL_ADC16_DIFF_CHANNEL0, ...);

DDL_ADC16_SetSequencerRanks_Diff(ADC1, DDL_ADC16_REG_RANK_1, DDL_ADC16_DIFF_CHANNEL0);

DDL_ADC16_SetChannelSingleDiff(ADC1, DDL_ADC16_CHANNEL_0, DDL_ADC16_DIFFERENTIAL_ENDED);

/* ADC2 同樣配差分 rank、DIFFERENTIAL_ENDED */

u32RawData = DDL_ADC16_REG_ReadConversionData32(ADC1);

sAdcData1 = (int16_t)(u32RawData & 0xFFFF);

sAdcData2 = (int16_t)((u32RawData >> 16) & 0xFFFF);

fVoltage1 = ((float)sAdcData1) * (3.3f / 32768.0f);

fVoltage2 = ((float)sAdcData2) * (3.3f / 32768.0f);

配置思路同上，只是兩邊都走差分通道與 DIFFERENTIAL_ENDED；讀出的 32 位拆成兩個(gè) int16，再按雙極性換算成電壓。

適用場(chǎng)景：兩路信號(hào)都是差分、且必須在同一時(shí)刻采樣（如雙路隔離電流、或兩組差分傳感器）。雙 ADC 同步 + 差分，既保留“同一時(shí)刻”的時(shí)間對(duì)齊，又各自享受差分的抗共模能力，適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)里對(duì)同步和抗干擾都有要求的采集。

7. 編碼器怎么搭？例程怎么選？坑怎么躲？

編碼器 sin/cos 鏈路：直接從 ADC16_ContinuousDualRegulSimulMode 上手——雙 ADC 同步采兩路，32 位結(jié)果拆成兩個(gè) 16 位，(x,y) 進(jìn)緩存（熱點(diǎn)放 DTCM RAM），喂給 ATAN2 算角度。想更穩(wěn)就加上定時(shí)器觸發(fā)的節(jié)拍對(duì)齊（SingleRegulTmrTrigger）和模擬看門(mén)狗（AnalogWindowWatchdog）做越界監(jiān)測(cè)。

按場(chǎng)景抄作業(yè)：快速上手用 ContinuousConversion；多路采集用 MultiChannelScan / ContinuousMultiChannelScan；抗干擾用 DifferentialMode / DualDifferentialMode；同步采樣用 DualRegulSimulMode / ContinuousDualRegulSimulMode；節(jié)拍觸發(fā)用 SingleRegulTmrTrigger；要穩(wěn)用 OversampleMode；要保護(hù)用 AnalogWindowWatchdog。編碼器角度鏈路的推薦組合就一句話(huà)：ContinuousDualRegulSimulMode +（可選）定時(shí)器觸發(fā) +（可選）看門(mén)狗。

實(shí)操時(shí)少踩坑：不進(jìn)中斷先看 NVIC 和標(biāo)志有沒(méi)有清；多通道錯(cuò)位就對(duì)著 rank 和 DMA 緩沖區(qū)捋一遍；雙 ADC 不同步檢查 SetMultimode 和啟動(dòng)順序；差分不對(duì)看看共模范圍和 int16_t 有沒(méi)有搞反；過(guò)采樣“變慢”是正常，精度和吞吐本來(lái)就要二選一。記住這些，前廳點(diǎn)單這塊基本就能少交學(xué)費(fèi)了。

8. 小結(jié)：ADC16 能打在哪，和編碼器/電機(jī)有多配

其實(shí)，G32R430 的 ADC16 在“能打”和“好搭”這兩件事上，都挺對(duì)得起編碼器電機(jī)應(yīng)用的。

和市面上很多 MCU 比，它討喜的地方大概有這些：雙路 16 位 SAR、真·硬件同步（同一拍采兩路，直接 32 位打包給你），不用自己拼相位；1 Msps、ENOB 約 13.5 bit，再配上定時(shí)器/外部引腳/軟件多種觸發(fā)，做控制環(huán)的“節(jié)拍型采樣”很順手；過(guò)采樣、模擬看門(mén)狗、單端/差分都齊，從“先把數(shù)采穩(wěn)”到“越界趕緊報(bào)”一條龍。換句話(huà)說(shuō)，你要的是“同步、節(jié)拍、抗干擾、別亂飄”，它都在硬件層給你留了位子，不用全靠軟件硬扛。

落到編碼器電機(jī)上，對(duì)得上的點(diǎn)就很直接：磁編/旋變 sin/cos 要的就是“同一時(shí)刻的兩路”——雙 ADC 同步規(guī)則組就是干這個(gè)的，連續(xù)同步那例程更是為“一直采、一直算角度”準(zhǔn)備的；FOC 里電流采樣要跟 PWM 對(duì)齊，定時(shí)器 TRGO 觸發(fā) ADC 的例程就是給你鎖節(jié)拍的；差分和過(guò)采樣在長(zhǎng)線、干擾大的現(xiàn)場(chǎng)能少踩不少坑；模擬看門(mén)狗把過(guò)壓/欠壓告警前移到硬件，省心也省周期。所以要說(shuō)“G32R430 的 ADC16 是不是為這類(lèi)應(yīng)用留了接口?”：是的，而且接口還挺全。

SDK 里的 ADC16 例程，從單通道連續(xù)、多通道掃描、到雙 ADC 單次/連續(xù)同步、差分、過(guò)采樣、模擬看門(mén)狗，把“單路→多路→雙路同步→抗干擾→穩(wěn)精度→保護(hù)”這條鏈都摸了一遍。做初步選型或方案評(píng)估時(shí)，用這些例程在 TinyBoard 上跑一跑、對(duì)一對(duì)串口和 readme，已經(jīng)能判斷 ADC 這塊能不能撐住你的應(yīng)用場(chǎng)景；真要上量再做一次采樣率、抖動(dòng)和 CPU 占用的定量測(cè)試會(huì)更穩(wěn)，但“能不能用、怎么搭”的結(jié)論，例程覆蓋的場(chǎng)景已經(jīng)夠你下第一刀了。

一句話(huà)：前廳點(diǎn)單穩(wěn)了，后廚 ATAN2 才能秀得起來(lái)——ADC16 把“采準(zhǔn)、采齊、采在節(jié)拍上”都照顧到了，編碼器角度鏈路的第一環(huán)就算站穩(wěn)了。今天的分享就到這里，你覺(jué)得 G32R430 的 ADC16 模塊怎么樣？有踩過(guò)坑或想安利的用法，歡迎在評(píng)論區(qū)嘮一嘮，我們下篇見(jiàn)。

注：文章作者在原帖中提供了詳細(xì)代碼，有需要請(qǐng)至原文21ic論壇

原文地址：https://bbs.21ic.com/icview-3509696-1-1.html?_dsign=f7a293ec