本文介紹了STM32 ADC使用類比看門狗（AWD）的基本方法。從AWD的初步使用開始，涵蓋了實驗流程的規劃、電路設計以及AWD設定。最後，通過實際實驗驗證了當電壓超出預定範圍時，AWD會觸發中斷函數以應對當前情況。
Outline
STM32 ADC Analog Watchdog (AWD) 介紹
以下以reference manual來說明
如果ADC轉換的模擬電壓低於低閾值(LTR)或高於高閾值(HTR)，則模擬看門狗(AWD)狀態位將被設置。這些閾值在ADC_HTR和ADC_LTR 16位寄存器的12個最低有效位中進行編程。可以通過在ADC_CR1寄存器中使用AWDIE位來啟用中斷。
閾值設定與在ADC_CR2寄存器中由ALIGN位選擇的對齊方式無關。比較動作在對齊之前進行。
模擬看門狗可以通過配置ADC_CR1寄存器，在一個或多個通道上啟用。
AWDIE：模擬看門狗中斷啟用 此位由軟件設定和清除，用於啟用/禁用模擬看門狗中斷。
0：模擬看門狗中斷禁用
1：模擬看門狗中斷啟用
以上是對AWD的筆記。
STM32 ADC AWD 實驗規劃
針對AWD實驗，規劃了實驗流程如下:
首先啟用ADC的Continuous Conversion Mode，硬體能夠不斷地觸發ADC的轉換，接下來設置LED長亮狀態，透過AWD不斷的檢查當前ADC內的ADC_DR是否超出設置的HTR或LTR，如果超出LED閃爍5次，反之持續LED維持長亮。
GPIO設定當AWD中斷發生以閃爍LED警告。
下面是設置ADC Configuration的參數，需要注意到Continuous Conversion Mode需要被Enable的，High/Low Threshold也需要設置，
分別為3473(約2.8 Volt = 3479 x 0.000806 volt)和1241(約1.0 Volt = 1241 x 0.000806 volt)，最後WatchDog Interrupt也需要Enable。
ADC1的global interrupts中斷是需要Enable的，如下:
在本次實驗的實驗電路如下，高電位3.3 Volt、低電位0 Volt，下方可變電阻約為48k歐姆，上方進行調整可變電阻(0 ~ 250k歐姆)來觀察此次AWD實驗。當超過或低於Analog watchdog guarded ares時，LED會進行閃爍。
以上完成之後，接下來看看實驗結果。
STM32 ADC AWD 實驗結果
Global變數宣告
- u32_ADC_DR:用來暫存ADC_DR的數值
- IN0_Voltage:用來暫存ADC_DR轉換成電壓的值
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/* USER CODE BEGIN PV */ uint32_t u32_ADC_DR; float IN0_Voltage; //單位: volt /* USER CODE END PV */ |
ADC1初始化
- ADC_Enable:啟用ADCON
- HAL_ADCEx_Calibration_Start:校正指定ADC
- HAL_ADC_Start:開始測量轉換類比訊號。
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/* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 */ ADC_Enable(&hadc1); HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); Usr_AsmDelay_us(2); HAL_ADC_Start(&hadc1); /* USER CODE END ADC1_Init 2 */ |
AWD中斷函數(需實現HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback)
Analog watchdog callback in non blocking mode.
當發生Level Out Of Window的情況，將會執行以下程序:
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/* USER CODE BEGIN 4 */ void HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) { /* Prevent unused argument(s) compilation warning */ UNUSED(hadc); /* NOTE : This function should not be modified. When the callback is needed, function HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback must be implemented in the user file. */ if(hadc->Instance == hadc1.Instance) { //User To Do... int alartCnt = 0; do { HAL_GPIO_TogglePin(AlartLed_GPIO_Port, AlartLed_Pin); Usr_AsmDelay_ms(100); }while(alartCnt++ < 10); HAL_GPIO_WritePin(AlartLed_GPIO_Port, AlartLed_Pin, GPIO_PIN_RESET); } } /* USER CODE END 4 */ |
Main函數
在while loop中，不斷地將ADC_DR資料放置u32_ADC_DR中，並換算實際電壓數值放置IN0_Voltage。
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/* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ u32_ADC_DR = hadc1.Instance->DR; IN0_Voltage = u32_ADC_DR * 0.000806f; } /* USER CODE END 3 */ |
下方是AWD實驗影片，當上方電阻值變大，ADC量測值將會小於1 Volt，影片中右手方的Led會開始閃爍，直到上方電阻值變小。
下方是ADC量測值1659，在Analog watchdog guarded ares範圍內(1241 ~ 3473)，並未觸發中斷導致Led閃爍。
下方是ADC量測值1218，在Analog watchdog guarded ares範圍內(1241 ~ 3473)，並觸發中斷導致Led閃爍。
結論
在這篇學習了AWD的使用方式，並透過基礎的電路實驗證明了AWD的作用，以及程式碼的撰寫方式，提供各位學習STM32 ADC AWD的使用者們。