STM32F30X禁止 ADC 已關(guān)閉情況下再次 關(guān)閉 ADC

小融一號

前言

STM32F30x 系列的 12 位 SAR ADC 有很多鮮明的特色性能，比如采樣率可以達到 5MSPS，可支持差分輸入，等等。但是，由于設(shè)計的不同，在使用上也有不少不太一樣的地方，我們在使用 STM32F30x 的 ADC 外設(shè)的時候，還是要仔細(xì)了解一些使用的細(xì)節(jié)。

問題

某客戶在其產(chǎn)品的設(shè)計中，使用了 STM32F302CCT6�？蛻粼谑褂眠^程發(fā)現(xiàn) ADC 在工作情況下會有各種各樣奇奇怪怪的問題。

調(diào)研

1.了解問題

客戶在開發(fā)中使用了 STM32F30x 的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫 STM32F30x_DSP_StdPeriph_Lib_V1.2.3，在其程序設(shè)計中，ADC1 是在使用的時候才打開的，在不使用的時候?qū)?ADC1關(guān)閉。通過調(diào)用 void ADC_DisableCmd(ADC_TypeDef* ADCx)子程序，執(zhí)行ADC_DisableCmd(ADC1)將 ADC1 關(guān)閉。仔細(xì)察看程序，發(fā)現(xiàn)程序中在 ADC1 的“打開→關(guān)閉→打開→關(guān)閉→…”循環(huán)的關(guān)閉中，執(zhí)行了兩次ADC_DisableCmd(ADC1)。

2.問題分析

通過學(xué)習(xí) STM32F30x 的參考手冊，可以知道 STM32F30x 在對 ADC 進行關(guān)閉的操作與其他系列是不一樣的；其他系列只要將 ADON 位清零就可以停止轉(zhuǎn)換并使 ADC 進入掉電模式，而 STM32F30x 則不一樣，它是通過置位 ADDIS 位來關(guān)閉 ADC的。在 void ADC_DisableCmd(ADC_TypeDef* ADCx)程序中也可以看到這一點。

但是，問題來了，ADDIS 位是在什么情況下都可以置位的嗎？

我們來看一下參考手冊中對關(guān)閉 ADC 的軟件流程的描述：

從描述中，我們可以知道：在置位 ADDIS 之前，必須先檢測 ADSTART 位和 JADSTART 位，確保他們?yōu)榱�，也就是說沒有正在進行的 A/D 轉(zhuǎn)換。在 ADC Control register - ADCx_CR 寄存器中對 ADDIS 的描述也注明了：

關(guān)于這一點，大多數(shù)人都是會注意到的。但是，注意這個就夠了嗎？關(guān)于 ADC 的控制位，在參考手冊特別使用一個小節(jié)對向控制位寫訪問的限制進行詳細(xì)描述，此小節(jié)為“Contraints when writing the ADC control bits”，在這一小節(jié)中，有一句話值得注意：

注意這里的用詞 only if，它的意思是“只有在 ADC 是打開狀態(tài)，而且沒有正在等待的關(guān)閉 ADC 的請求的情況下，也就是在ADEN=1 且 ADDIS=0 的情況下，才允許軟件對 ADCx_CR 寄存器中的 ADSTART，JADSTART 和 ADDIS 位進行操作。在底下的“Note”注意中寫道：

這個注意說，這些禁止的 ADC 寫訪問行為是沒有硬件保護去禁止的，錯誤的操作行為將導(dǎo)致 ADC 進入一個未知的狀態(tài)。要恢復(fù)這種狀態(tài)，必須將 ADC 徹底關(guān)閉（將 ADCx_CR 中的所有位全清零）。

所以，現(xiàn)在可以知道，ADC1 工作不正常的原因正是因為連續(xù)執(zhí)行了兩次 ADC_DisableCmd(ADC1)。第一次執(zhí)行ADC_DisableCmd(ADC1)時，當(dāng) ADC1 已經(jīng)有效關(guān)閉時，ADEN 和 ADDIS 都被硬件清零，這個時候第二次再去寫 ADDIS 位就是個錯誤的行為了，將會導(dǎo)致 ADC1 進入未知狀態(tài)。

3. 問題解決

在解決問題之前，先來看一下 STM32Cube_FW_F3_V1.2.0 庫中對 ADC 進行關(guān)閉的操作。打開 stm32f3xx_hal_adc_ex.c 文件，找到 static HAL_StatusTypeDef ADC_Disable(ADC_HandleTypeDef* hadc)函數(shù)，其程序內(nèi)容為：

在這個函數(shù)注釋中有個“Note: forbidden to disable ADC (set bit ADC_CR_ADDIS) if ADC is already disabled.”，再次告訴我們“禁止在 ADC 已經(jīng)被關(guān)閉的情況下再次關(guān)閉 ADC”。然后，程序在運行中先對 ADC 是否已經(jīng)被關(guān)閉進行了判斷，如果已經(jīng)被關(guān)閉，則不進行關(guān)閉操作；未被關(guān)閉情況下才會執(zhí)行關(guān)閉操作。

所以，在使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫的時候，我們也可以參考 Cube 庫中的這種操作來進行改善。

可以考慮對 void ADC_DisableCmd(ADC_TypeDef* ADCx)程序進行修改：

當(dāng)然，不動 void ADC_DisableCmd(ADC_TypeDef* ADCx)程序也可以，只需在用戶程序中對這些限制進行判斷即可。上面的while 循環(huán)中，也可以加入超時退出機制。

結(jié)論

連續(xù)兩次對 ADDIS 控制位進行寫 1，是錯誤的操作行為，將會導(dǎo)致 ADC 進入未知狀態(tài)，工作不正常。

處理

修改程序，避免錯誤的操作行為。

建議

在使用 STM32F30x 系列的 ADC 外設(shè)時，必須要對控制位的操作限制有明確的了解。

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