STM32F30X禁止 ADC 已關閉情況下再次 關閉 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 外設的時候，還是要仔細了解一些使用的細節。

問題

某客戶在其產品的設計中，使用了 STM32F302CCT6。客戶在使用過程發現 ADC 在工作情況下會有各種各樣奇奇怪怪的問題。

調研

1.了解問題

客戶在開發中使用了 STM32F30x 的標準外設庫 STM32F30x_DSP_StdPeriph_Lib_V1.2.3，在其程序設計中，ADC1 是在使用的時候才打開的，在不使用的時候將 ADC1關閉。通過調用 void ADC_DisableCmd(ADC_TypeDef* ADCx)子程序，執行ADC_DisableCmd(ADC1)將 ADC1 關閉。仔細察看程序，發現程序中在 ADC1 的“打開→關閉→打開→關閉→…”循環的關閉中，執行了兩次ADC_DisableCmd(ADC1)。

2.問題分析

通過學習 STM32F30x 的參考手冊，可以知道 STM32F30x 在對 ADC 進行關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，確保他們為零，也就是說沒有正在進行的 A/D 轉換。在 ADC Control register - ADCx_CR 寄存器中對 ADDIS 的描述也注明了：

關于這一點，大多數人都是會注意到的。但是，注意這個就夠了嗎？關于 ADC 的控制位，在參考手冊特別使用一個小節對向控制位寫訪問的限制進行詳細描述，此小節為“Contraints when writing the ADC control bits”，在這一小節中，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，而且沒有正在等待的關閉 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致 ADC 進入一個未知的狀態。要恢復這種狀態，必須將 ADC 徹底關閉（將 ADCx_CR 中的所有位全清零）。

所以，現在可以知道，ADC1 工作不正常的原因正是因為連續執行了兩次 ADC_DisableCmd(ADC1)。第一次執行ADC_DisableCmd(ADC1)時，當 ADC1 已經有效關閉時，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，將會導致 ADC1 進入未知狀態。

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，其程序內容為：

在這個函數注釋中有個“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 已經被關閉的情況下再次關閉 ADC”。然后，程序在運行中先對 ADC 是否已經被關閉進行了判斷，如果已經被關閉，則不進行關閉操作；未被關閉情況下才會執行關閉操作。

所以，在使用標準外設庫的時候，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 循環中，也可以加入超時退出機制。

結論

連續兩次對 ADDIS 控制位進行寫 1，是錯誤的操作行為，將會導致 ADC 進入未知狀態，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 外設時，必須要對控制位的操作限制有明確的了解。

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