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

小融一號(hào)

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(dá)到 5MSPS，可支持差分輸入，等等。但是，由于設(shè)計(jì)的不同，在使用上也有不少不太一樣的地方，我們?cè)谑褂?STM32F30x 的 ADC 外設(shè)的時(shí)候，還是要仔細(xì)了解一些使用的細(xì)節(jié)。

問(wèn)題

某客戶(hù)在其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，使用了 STM32F302CCT6。客戶(hù)在使用過(guò)程發(fā)現(xiàn) ADC 在工作情況下會(huì)有各種各樣奇奇怪怪的問(wèn)題。

調(diào)研

1.了解問(wèn)題

客戶(hù)在開(kāi)發(fā)中使用了 STM32F30x 的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù) STM32F30x_DSP_StdPeriph_Lib_V1.2.3，在其程序設(shè)計(jì)中，ADC1 是在使用的時(shí)候才打開(kāi)的，在不使用的時(shí)候?qū)?ADC1關(guān)閉。通過(guò)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(kāi)→關(guān)閉→打開(kāi)→關(guān)閉→…”循環(huán)的關(guān)閉中，執(zhí)行了兩次ADC_DisableCmd(ADC1)。

2.問(wèn)題分析

通過(guò)學(xué)習(xí) STM32F30x 的參考手冊(cè)，可以知道 STM32F30x 在對(duì) ADC 進(jìn)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(jìn)入掉電模式，而 STM32F30x 則不一樣，它是通過(guò)置位 ADDIS 位來(lái)關(guān)閉 ADC的。在 void ADC_DisableCmd(ADC_TypeDef* ADCx)程序中也可以看到這一點(diǎn)。

但是，問(wèn)題來(lái)了，ADDIS 位是在什么情況下都可以置位的嗎？

我們來(lái)看一下參考手冊(cè)中對(duì)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(cè) ADSTART 位和 JADSTART 位，確保他們?yōu)榱悖�也就是說(shuō)沒(méi)有正在進(jìn)行的 A/D 轉(zhuǎn)換。在 ADC Control register - ADCx_CR 寄存器中對(duì) ADDIS 的描述也注明了：

關(guān)于這一點(diǎn)，大多數(shù)人都是會(huì)注意到的。但是，注意這個(gè)就夠了嗎？關(guān)于 ADC 的控制位，在參考手冊(cè)特別使用一個(gè)小節(jié)對(duì)向控制位寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)的限制進(jìn)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(huà)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(kāi)狀態(tài)，而且沒(méi)有正在等待的關(guān)閉 ADC 的請(qǐng)求的情況下，也就是在ADEN=1 且 ADDIS=0 的情況下，才允許軟件對(duì) ADCx_CR 寄存器中的 ADSTART，JADSTART 和 ADDIS 位進(jìn)行操作。在底下的“Note”注意中寫(xiě)道：

這個(gè)注意說(shuō)，這些禁止的 ADC 寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)行為是沒(méi)有硬件保護(hù)去禁止的，錯(cuò)誤的操作行為將導(dǎo)致 ADC 進(jìn)入一個(gè)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?yàn)檫B續(xù)執(zhí)行了兩次 ADC_DisableCmd(ADC1)。第一次執(zhí)行ADC_DisableCmd(ADC1)時(shí)，當(dāng) ADC1 已經(jīng)有效關(guān)閉時(shí)，ADEN 和 ADDIS 都被硬件清零，這個(gè)時(shí)候第二次再去寫(xiě) ADDIS 位就是個(gè)錯(cuò)誤的行為了，將會(huì)導(dǎo)致 ADC1 進(jìn)入未知狀態(tài)。

3. 問(wèn)題解決

在解決問(wèn)題之前，先來(lái)看一下 STM32Cube_FW_F3_V1.2.0 庫(kù)中對(duì) ADC 進(jìn)行關(guān)閉的操作。打開(kāi) 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(gè)函數(shù)注釋中有個(gè)“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(yùn)行中先對(duì) ADC 是否已經(jīng)被關(guān)閉進(jìn)行了判斷，如果已經(jīng)被關(guān)閉，則不進(jìn)行關(guān)閉操作；未被關(guān)閉情況下才會(huì)執(zhí)行關(guān)閉操作。

所以，在使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的時(shí)候，我們也可以參考 Cube 庫(kù)中的這種操作來(lái)進(jìn)行改善。

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

當(dāng)然，不動(dòng) void ADC_DisableCmd(ADC_TypeDef* ADCx)程序也可以，只需在用戶(hù)程序中對(duì)這些限制進(jìn)行判斷即可。上面的while 循環(huán)中，也可以加入超時(shí)退出機(jī)制。

結(jié)論

連續(xù)兩次對(duì) ADDIS 控制位進(jìn)行寫(xiě) 1，是錯(cuò)誤的操作行為，將會(huì)導(dǎo)致 ADC 進(jìn)入未知狀態(tài)，工作不正常。

處理

修改程序，避免錯(cuò)誤的操作行為。

建議

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

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