STM32L496双通道50K ADC采样 USB传输示例

ID:277903 · 发表于 2026-1-23 14:20

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

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 开发板
MCU	STM32L496VET6
主频	80MHz (PLL倍频)

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

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

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2026-1-23 14:21 上传

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))

⚠️ 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
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：

读取内部VREFINT通道的ADC
根据VREFINT的实际值反推出当前的VDDA电
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。