【STM32】HAL庫ADC測量精度提高方案（利用內(nèi)部參考電壓VREFINT計算VDDA來提高精度）
ADC測量
多數(shù)STM32的MCU 都沒有內(nèi)部基準電壓 如L496系列
但在外接VDDA時（一般與VCC 3.3V連接） 有可能VCC不穩(wěn)定 導(dǎo)致參考電壓不確定 從而使ADC測量不準確
STM32內(nèi)置一個測量VREFINT的ADC通道 且在寄存器VREFINT_CAL中會存儲在3.0V標準電壓的情況下 該VREFINT的ADC測量數(shù)據(jù)結(jié)果（12位精度）
STM32L496的VREFINT_CAL地址如圖 該值為16位數(shù)據(jù)
讀取時：
#define VREFINT_CAL (uint16_t)(*(__I uint16_t *)(0x1FFF75AA))
我讀出來是1655
該值表示此芯片在30℃ 3.0V的標準電壓下的VREFINT測量結(jié)果
根據(jù)手冊：
由公式3即可校準ADC的測量
比如我對VREFINT的ADC測量出來是1400
我要測的ADC通道是1500
則實際被測ADC通道實測值為：
3.0f*1655*1500/1400/4095
代碼示例：
我用ADC1來測量VREFINT 一定要配置為12位精度 方便計算
另外 ADC2 通道9是我要測的電壓
STM32的ADC最大的轉(zhuǎn)換速率為1MHz,也就是說最快轉(zhuǎn)換時間為1us，為了保證ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的準確性，ADC的時鐘最好不超過14M。
其中 T = 采樣時間 + 12.5個周期，其中1周期為1/ADCCLK
例如，當 ADCCLK=14Mhz 的時候，并設(shè)置 1.5 個周期的采樣時間，則得到： Tcovn=1.5+12.5=14 個周期=1us。
當ADCCLK=50Mhz的時候，設(shè)置37.5個采樣周期 37.5+12.5=50
/*!
* @brief 開啟ADC通道，返回ADC值
*
* @param [in] hadc: ADC_HandleTypeDef 變量地址
*
* @return ADC_Value: ADC平均值結(jié)果
*/
uint16_t Get_ADC_Value(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
uint16_t ADC_Value=0;
HAL_ADCEx_Calibration_Start(hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
HAL_ADC_Start(hadc); //啟動ADC轉(zhuǎn)換
HAL_ADC_PollForConversion(hadc, 5); //等待轉(zhuǎn)換完成，5為最大等待時間，單位為ms
if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(hadc), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
{
ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(hadc); //獲取AD值
}
return ADC_Value;
}
/*!
* @brief 計算ADC的真實值，包含VREFINT校準后的結(jié)果
*
* @param [in] hadc: ADC_HandleTypeDef 變量地址
*
* @return ADC_Real_Value: ADC校準后的真實值
*/
float Get_Real_ADC_Value(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
uint16_t VREFINT_DATA = Get_ADC_Value(&hadc1);
uint16_t ADC_DATA = Get_ADC_Value(hadc);
float ADC_Real_Value = 3.0f*VREFINT_CAL*ADC_DATA/VREFINT_DATA/4095.0f;
return ADC_Real_Value;
}
兩個通用函數(shù)
float ADC = Get_Real_ADC_Value(&hadc2);
調(diào)用方式
這樣測出來就不用考慮VDDA電壓是否穩(wěn)定了 在一定范圍內(nèi)還是相對來說比較精確的
附錄：Cortex-M架構(gòu)的SysTick系統(tǒng)定時器精準延時和MCU位帶操作
SysTick系統(tǒng)定時器精準延時
延時函數(shù)
SysTick->LOAD中的值為計數(shù)值
計算方法為工作頻率值/分頻值
比如工作頻率/1000 則周期為1ms
以ADuCM4050為例：
#include "ADuCM4050.h"
void delay_ms(unsigned int ms)
{
SysTick->LOAD = 26000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系統(tǒng)定時器
while(ms--)
{
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
}
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
SysTick->LOAD = 26000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系統(tǒng)定時器
while(us--)
{
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
}
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
其中的52000000表示芯片的系統(tǒng)定時器頻率 32系列一般為外部定時器頻率的兩倍
Cortex-M架構(gòu)SysTick系統(tǒng)定時器阻塞和非阻塞延時
阻塞延時
首先是最常用的阻塞延時
void delay_ms(unsigned int ms)
{
SysTick->LOAD = 50000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系統(tǒng)定時器
while(ms--)
{
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
}
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系統(tǒng)定時器
while(us--)
{
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
}
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
50000000表示工作頻率
分頻后即可得到不同的延時時間
以此類推
那么 不用兩個嵌套while循環(huán) 也可以寫成：
void delay_ms(unsigned int ms)
{
SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系統(tǒng)定時器
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系統(tǒng)定時器
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
但是這種寫法有個弊端
那就是輸入ms后，最大定時不得超過計數(shù)值，也就是不能超過LOAD的最大值，否則溢出以后，則無法正常工作
而LOAD如果最大是32位 也就是4294967295
晶振為50M的話 50M的計數(shù)值為1s 4294967295計數(shù)值約為85s
固最大定時時間為85s
但用嵌套while的話 最大可以支持定時4294967295*85s
非阻塞延時
如果采用非阻塞的話 直接改寫第二種方法就好了：
void delay_ms(unsigned int ms)
{
SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系統(tǒng)定時器
//while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
//SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 載入計數(shù)值 定時器從這個值開始計數(shù)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空計數(shù)值到達0后的標記
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系統(tǒng)定時器
//while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待
//SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 關(guān)閉系統(tǒng)定時器
}
將等待和關(guān)閉定時器語句去掉
在使用時加上判斷即可變?yōu)樽枞?/p>
delay_ms(500);
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);
SysTick->CTRL = 0;
在非阻塞狀態(tài)下 可以提交定時器后 去做別的事情 然后再來等待
不過這樣又有一個弊端 那就是定時器會自動重載 可能做別的事情以后 定時器跑過了 然后就要等85s才能停下
故可以通過內(nèi)部定時器來進行非阻塞延時函數(shù)的編寫
基本上每個mcu的內(nèi)部定時器都可以配置自動重載等功能 網(wǎng)上資料很多 這里就不再闡述了
位帶操作
位帶代碼
M3、M4架構(gòu)的單片機 其輸出口地址為端口地址+20 輸入為+16
M0架構(gòu)的單片機 其輸出口地址為端口地址+12 輸入為+8
以ADuCM4050為列：
位帶宏定義
#ifndef __GPIO_H__
#define __GPIO_H__
#include "ADuCM4050.h"
#include "adi_gpio.h"
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
#define GPIO0_ODR_Addr (ADI_GPIO0_BASE+20) //0x40020014
#define GPIO0_IDR_Addr (ADI_GPIO0_BASE+16) //0x40020010
#define GPIO1_ODR_Addr (ADI_GPIO1_BASE+20) //0x40020054
#define GPIO1_IDR_Addr (ADI_GPIO1_BASE+16) //0x40020050
#define GPIO2_ODR_Addr (ADI_GPIO2_BASE+20) //0x40020094
#define GPIO2_IDR_Addr (ADI_GPIO2_BASE+16) //0x40020090
#define GPIO3_ODR_Addr (ADI_GPIO3_BASE+20) //0x400200D4
#define GPIO3_IDR_Addr (ADI_GPIO3_BASE+16) //0x400200D0
#define P0_O(n) BIT_ADDR(GPIO0_ODR_Addr,n) //輸出
#define P0_I(n) BIT_ADDR(GPIO0_IDR_Addr,n) //輸入
#define P1_O(n) BIT_ADDR(GPIO1_ODR_Addr,n) //輸出
#define P1_I(n) BIT_ADDR(GPIO1_IDR_Addr,n) //輸入
#define P2_O(n) BIT_ADDR(GPIO2_ODR_Addr,n) //輸出
#define P2_I(n) BIT_ADDR(GPIO2_IDR_Addr,n) //輸入
#define P3_O(n) BIT_ADDR(GPIO3_ODR_Addr,n) //輸出
#define P3_I(n) BIT_ADDR(GPIO3_IDR_Addr,n) //輸入
#define Port0 (ADI_GPIO_PORT0)
#define Port1 (ADI_GPIO_PORT1)
#define Port2 (ADI_GPIO_PORT2)
#define Port3 (ADI_GPIO_PORT3)
#define Pin0 (ADI_GPIO_PIN_0)
#define Pin1 (ADI_GPIO_PIN_1)
#define Pin2 (ADI_GPIO_PIN_2)
#define Pin3 (ADI_GPIO_PIN_3)
#define Pin4 (ADI_GPIO_PIN_4)
#define Pin5 (ADI_GPIO_PIN_5)
#define Pin6 (ADI_GPIO_PIN_6)
#define Pin7 (ADI_GPIO_PIN_7)
#define Pin8 (ADI_GPIO_PIN_8)
#define Pin9 (ADI_GPIO_PIN_9)
#define Pin10 (ADI_GPIO_PIN_10)
#define Pin11 (ADI_GPIO_PIN_11)
#define Pin12 (ADI_GPIO_PIN_12)
#define Pin13 (ADI_GPIO_PIN_13)
#define Pin14 (ADI_GPIO_PIN_14)
#define Pin15 (ADI_GPIO_PIN_15)
void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag);
void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num);
void P0_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P0_BUS_I(void);
void P1_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P1_BUS_I(void);
void P2_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P2_BUS_I(void);
void P3_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P3_BUS_I(void);
#endif
總線函數(shù)
#include "ADuCM4050.h"
#include "adi_gpio.h"
#include "GPIO.h"
void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag)
{
switch(port)
{
case 0:{
switch(pin)
{
case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
default:pin=0;break;
}
}break;
case 1:{
switch(pin)
{
case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
default:pin=0;break;
}
}break;
case 2:{
switch(pin)
{
case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
default:pin=0;break;
}
}break;
case 3:{
switch(pin)
{
case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
default:pin=0;break;
}
}break;
default:port=0;break;
}
}
void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num) //num最大為0xffff
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
GPIO_OUT(port,i,(num>>i)&0x0001);
}
}
void P0_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
P0_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int P0_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(P0_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void P1_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
P1_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int P1_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(P1_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void P2_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
P2_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int P2_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(P2_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void P3_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
P3_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int P3_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(P3_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
一、位帶操作理論及實踐
位帶操作的概念其實30年前就有了，那還是 CM3 將此能力進化，這里的位帶操作是 8051 位尋址區(qū)的威力大幅加強版
位帶區(qū)： 支持位帶操作的地址區(qū)
位帶別名： 對別名地址的訪問最終作 用到位帶區(qū)的訪問上（注意：這中途有一個 地址映射過程）
位帶操作對于硬件 I/O 密集型的底層程序最有用處
支持了位帶操作后，可以使用普通的加載/存儲指令來對單一的比特進行讀寫。在CM4中，有兩個區(qū)中實現(xiàn)了位帶。其中一個是SRAM區(qū)的最低1MB范圍，第二個則是片內(nèi)外設(shè)區(qū)的最低1MB范圍。這兩個區(qū)中的地址除了可以像普通的RAM一樣使用外，它們還都有自己的“位帶別名區(qū)”，位帶別名區(qū)把每個比特膨脹成一個32位的字。當你通過位帶別名區(qū)訪問這些字時，就可以達到訪問原始比特的目的。
位操作就是可以單獨的對一個比特位讀和寫，類似與51中sbit定義的變量，stm32中通過訪問位帶別名區(qū)來實現(xiàn)位操作的功能
STM32中有兩個地方實現(xiàn)了位帶，一個是SRAM，一個是片上外設(shè)。
（1）位帶本質(zhì)上是一塊地址區(qū)（例如每一位地址位對應(yīng)一個寄存器）映射到另一片地址區(qū)（實現(xiàn)每一位地址位對應(yīng)一個寄存器中的一位），該區(qū)域就叫做位帶別名區(qū)，將每一位膨脹成一個32位的字。
（2）位帶區(qū)的4個字節(jié)對應(yīng)實際寄存器或內(nèi)存區(qū)的一個位，雖然變大到4個字節(jié)，但實際上只有最低位有效（代表0或1）
只有位帶可以直接用=賦值的方式來操作寄存器 位帶是把寄存器上的每一位 膨脹到32位 映射到位帶區(qū) 比如0x4002 0000地址的第0個bit 映射到位帶區(qū)的0地址 那么其對應(yīng)的位帶映射地址為0x00 - 0x04 一共32位 但只有LSB有效 采用位帶的方式用=賦值時 就是把位帶區(qū)對應(yīng)的LSB賦值 然后MCU再轉(zhuǎn)到寄存器對應(yīng)的位里面 寄存器操作時 如果不改變其他位上面的值 那就只能通過&=或者|=的方式進行
要設(shè)置0x2000 0000這個字節(jié)的第二個位bit2為1,使用位帶操作的步驟有：
1、將1寫入位 帶別名區(qū)對應(yīng)的映射地址（即0x22000008,因為1bit對應(yīng)4個byte）；
2、將0x2000 0000的值 讀取到內(nèi)部的緩沖區(qū)（這一步驟是內(nèi)核完成的，屬于原子操作，不需要用戶操作）；
3、將bit2置1，再把值寫 回到0x2000 0000(屬于原子操作，不需要用戶操作)。
關(guān)于GPIO引腳對應(yīng)的訪問地址，可以參考以下公式
寄存器位帶別名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引腳編號4
如：端口F訪問的起始地址GPIOF_BASE
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *)GPIOF_BASE)
但好在官方庫里面都幫我們定義好了 只需要在BASE地址加上便宜即可
例如：
GPIOF的ODR寄存器的地址 = GPIOF_BASE + 0x14
寄存器位帶別名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引腳編號4
設(shè)置PF9引腳的話：
uint32_t *PF9_BitBand =
*(uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR– 0x40000000) *32 + 9*4)
封裝一下：
#define PFout(x) *(volatile uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR – 0x40000000) *32 + x*4)
現(xiàn)在 可以把通用部分封裝成一個小定義：
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
那么 設(shè)置PF引腳的函數(shù)可以定義：
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410
#define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //輸出
#define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //輸入
若使PF9輸入輸出則：
PF_O(9)=1; //輸出高電平
uint8_t dat = PF_I(9); //獲取PF9引腳的值
總線輸入輸出：
void PF_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PF_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PF_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
STM32的可用下面的函數(shù)：
#ifndef __GPIO_H__
#define __GPIO_H__
#include "stm32l496xx.h"
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20) //0x40020014
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+20) //0x40020414
#define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+20) //0x40020814
#define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14
#define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+20) //0x40021014
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414
#define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+20) //0x40021814
#define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14
#define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE+20) //0x40022014
#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16) //0x40020010
#define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+16) //0x40020410
#define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+16) //0x40020810
#define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10
#define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+16) //0x40021010
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410
#define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+16) //0x40021810
#define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10
#define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE+16) //0x40022010
#define PA_O(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //輸出
#define PA_I(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //輸入
#define PB_O(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //輸出
#define PB_I(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //輸入
#define PC_O(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //輸出
#define PC_I(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //輸入
#define PD_O(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //輸出
#define PD_I(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //輸入
#define PE_O(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //輸出
#define PE_I(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //輸入
#define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //輸出
#define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //輸入
#define PG_O(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //輸出
#define PG_I(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //輸入
#define PH_O(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //輸出
#define PH_I(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //輸入
#define PI_O(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //輸出
#define PI_I(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //輸入
void PA_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PA_BUS_I(void);
void PB_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PB_BUS_I(void);
void PC_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PC_BUS_I(void);
void PD_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PD_BUS_I(void);
void PE_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PE_BUS_I(void);
void PF_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PF_BUS_I(void);
void PG_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PG_BUS_I(void);
void PH_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PH_BUS_I(void);
void PI_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PI_BUS_I(void);
#endif
#include "GPIO.h"
void PA_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PA_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PA_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PA_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PB_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PB_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PB_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PB_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PC_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PC_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PC_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PC_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PD_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PD_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PD_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PD_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PE_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PE_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PE_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PE_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PF_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PF_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PF_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PG_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PG_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PG_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PG_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PH_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PH_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PH_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PH_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
void PI_BUS_O(unsigned int num) //輸入值num最大為0xFFFF
{
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
PI_O(i)=(num>>i)&0x0001;
}
}
unsigned int PI_BUS_I(void) //輸出值num最大為0xFFFF
{
unsigned int num;
int i;
for(i=0;i<16;i++)
{
num=num+(PI_I(i)<<i)&0xFFFF;
}
return num;
}
二、如何判斷MCU的外設(shè)是否支持位帶
根據(jù)《ARM Cortex-M3與Cortex-M4權(quán)威指南(第3版)》中第6章第7節(jié)描述
也就是說 要實現(xiàn)對GPIO的位帶操作 必須保證GPIO位于外設(shè)區(qū)域的第一個1MB中
第一個1MB應(yīng)該是0x4010 0000之前 位帶不是直接操作地址 而是操作地址映射 地址映射被操作以后 MCU自動會修改對應(yīng)寄存器的值
位帶區(qū)只有1MB 所以只能改0x4000 0000 - 0x400F FFFF的寄存器
像F4系列 GPIO的首地址為0x4002 0000 就可以用位帶來更改文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-796052.html
STM32L476的GPIO就不行：
AHB2的都不能用位帶
ABP 還有AHB1都可以用
但是L476的寄存器里面 GPIO和ADC都是AHB2文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-796052.html
到了這里，關(guān)于【STM32】HAL庫ADC測量精度提高方案（利用內(nèi)部參考電壓VREFINT計算VDDA來提高精度）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
