# STM32L496_ADC_DMA_MuChannel_Sample

**Repository Path**: createskyblue/STM32L496_ADC_DMA_MuChannel_Sample

## Basic Information

- **Project Name**: STM32L496_ADC_DMA_MuChannel_Sample
- **Description**: STM32L496 双通道50K ADC采样 USB传输示例
- **Primary Language**: C
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-08-06
- **Last Updated**: 2026-08-06

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# STM32L496 双通道50K ADC采样 USB传输示例

基于正点原子潘多拉STM32L496开发板的ADC DMA采集与USB CDC数据传输示例项目。

## 项目简介

本项目实现了ADC单通道连续采集，通过DMA双缓冲模式进行数据传输，并使用JustFloat协议通过USB CDC（虚拟串口）将采集的波形数据实时传输到PC端。

**主要功能**：
- ADC定时器触发采集
- DMA双缓冲传输
- USB CDC虚拟串口数据传输
- JustFloat协议数据格式

![alt text](./img/PixPin_2026-01-23_11-13-21.png)
![alt text](./img/PixPin_2026-01-23_11-11-55_87468322.gif)

### 核心特性

- **定时器触发**: TIM1定时器触发ADC采集，采样率稳定
- **DMA 双缓冲模式**: 自动循环接收数据，无需 CPU 干预
- **JustFloat 协议**: 标准化的float数据传输格式，便于PC端解析
- **USB CDC 虚拟串口**: 免驱动的USB通信方式
- **空闲中断**: 检测一帧数据结束，实现可变长数据接收
- **批量操作**: 中断中批量写入数据到用户队列，主循环中批量读取处理

---

## 硬件平台

| 项目 | 说明 |
|------|------|
| **开发板** | 正点原子潘多拉 STM32L496 |
| **MCU** | STM32L496 |
| **主频** | 80MHz (PLL倍频) |

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## 引脚定义

| 功能 | 引脚 | 备注 |
|------|------|------|
| ADC1_IN3 | PC2 | 模拟输入通道3 |
| ADC1_IN9 | PA4 | 模拟输入通道9 |
| DEBUG | PB11 | 调试指示输出（DMA缓冲区切换） |
| USB DM | PA11 | USB数据负 |
| USB DP | PA12 | USB数据正 |

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## 技术细节

### ADC配置

- **分辨率**: 12位 (0-4095)
- **参考电压**: 3.3V
- **采样通道**: ADC1_IN3 (PC2)、ADC1_IN9 (PA4)
- **触发方式**: TIM1_TRGO 上升沿触发
- **采样时间**: 2.5个ADC时钟周期
- **DMA模式**: 循环模式，双缓冲

### DMA双缓冲机制

```
┌─────────────┬─────────────┐
│ 缓冲区前半  │ 缓冲区后半  │
│  (256样本)  │  (256样本)  │
└─────────────┴─────────────┘
       ↑              ↑
    HT中断          TC中断
```

- **半传输中断 (HT)**: 前半缓冲区填满，处理前256个样本
- **传输完成中断 (TC)**: 后半缓冲区填满，处理后256个样本
- **缓冲区大小**: 总共512个样本 (uint16_t)

### JustFloat数据格式

```
[float电压值(4字节)] [同步字(4字节)]
```

- **float数据**: IEEE 754格式的float电压值（单位：V）
- **同步字**: `0x00 0x00 0x80 0x7F`
- **协议开销**: 每个样本点8字节（4字节数据 + 4字节同步字）

### 传输速率限制

- **USB CDC 最大速率**: 1 MByte/s
- **JustFloat 协议开销**: 每包需要4字节的协议同步尾巴
- **基于USB HS CDC单通道最大传输速率**: 125 kSa/s = (1MB/s传输速率 / (4字节float + 4字节同步字))

### 数据转换公式

```c
voltage = (ADC_value / 4096.0) * 3.3
```

> **⚠️ 关于ADC参考电压的说明**
>
> 本示例代码使用固定的 **3.3V** 作为ADC参考电压进行计算，这是为了保持代码简洁，便于快速理解和演示ADC DMA与USB传输的核心功能。
>
> 在**实际工程应用**中，需要注意：
> - **电源电压波动**：实际系统的3.3V电源会因负载、温度等因素产生波动（通常在±5%范围内）
> - **测量误差**：使用固定参考电压会导致ADC测量结果出现系统性偏差
> - **推荐做法**：对于精度要求较高的应用，建议使用STM32内部的 **VREFINT**（内部参考电压通道）进行实时校准：
>   1. 读取内部VREFINT通道的ADC值
>   2. 根据VREFINT的实际值反推出当前的VDDA电压
>   3. 使用计算得到的VDDA_actual替换固定的3.3V进行电压转换
>
> 这样可以消除电源电压波动带来的测量误差，显著提高ADC测量精度。

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## 使用说明

### 编译与下载

1. 使用VSCODE打开项目
2. 使用 Cmake + Gcc 编译项目
3. 通过ST-Link连接开发板
4. 下载程序到开发板
5. 用USB线连接开发板到PC

### 波形观察

推荐使用 **JustFloat Web Oscilloscope** 在线示波器工具观察波形：

**项目地址**: [createskyblue/justfloat-web-oscilloscope](https://github.com/createskyblue/justfloat-web-oscilloscope)

**在线使用**: [https://createskyblue.github.io/JustFloat-Web-Oscilloscope/](https://createskyblue.github.io/JustFloat-Web-Oscilloscope/)

**使用步骤**:
1. 用USB线连接开发板到PC（会识别为一个虚拟串口设备）
2. 打开浏览器访问 [JustFloat Web Oscilloscope](https://createskyblue.github.io/JustFloat-Web-Oscilloscope/)
3. 点击连接按钮，选择开发板的USB CDC虚拟串口端口
4. 即可实时观察采集的波形

---

## 项目结构

```
├── Core/
│   ├── Inc/                    # 头文件
│   │   ├── main.h             # 主程序头文件
│   │   ├── adc.h              # ADC配置头文件
│   │   ├── dma.h              # DMA配置头文件
│   │   ├── tim.h              # 定时器配置头文件
│   │   ├── usart.h            # 串口配置头文件
│   │   └── stm32l4xx_it.h    # 中断处理头文件
│   └── Src/                    # 源文件
│       ├── main.c             # 主程序（实现JustFloat数据打包）
│       ├── adc.c              # ADC配置
│       ├── dma.c              # DMA配置
│       ├── tim.c              # TIM1配置
│       └── stm32l4xx_it.c    # 中断处理
├── Drivers/
│   ├── CMSIS/                  # CMSIS库
│   ├── HAL_Driver/             # HAL库
│   ├── app_drv_fifo/           # FIFO队列驱动
│   └── app_drv_serial_rx/      # 串口DMA接收驱动
├── Middlewares/
│   └── ST/                     # USB CDC中间件
├── STM32L496_DEMO.ioc          # CubeMX配置文件
└── README.md                   # 本文件
```

---

## 开发环境

- **IDE**: Vscode
- **工具链**: ARM GCC

---

## 常见问题

### Q: 波形显示不正常？
A: 确认模拟信号连接到PC2（ADC1_IN3）引脚，电压范围0-3.3V。

### Q: 采样率如何调整？

**推荐工具**: [Web-Timer-Helper](https://github.com/createskyblue/Web-Timer-Helper) - 在线定时器配置计算工具

**采样率计算说明**:

- **触发方式**: TIM1定时器每次触发，ADC会对规则组中的**所有通道**依次完成一次采样转换
- **示例计算**:
  - 配置了2个规则通道（IN3、IN9）
  - 如果定时器触发频率为50kHz
  - 那么每个通道的采样率都是50kHz（总采样率为50kHz × 2 = 100kSa/s）

**计算公式**:
```
定时器触发频率 = 单通道采样率
TIM1_ARR = (TIM1时钟频率 / 预分频系数) / 目标触发频率 - 1
```

![alt text](./img/PixPin_2026-01-23_11-14-48.png)

**使用步骤**:
1. 访问 [Web-Timer-Helper](https://createskyblue.github.io/Web-Timer-Helper/)
2. 输入目标频率和定时器时钟（80MHz）
3. 获得推荐的预分频(PSC)和周期(ARR)值
4. 在CubeMX中配置TIM1的PSC和ARR
5. 重新编译烧录程序