4. ADC同步采样：GD32 ADC注入组与规则组配置，采样窗口与PWM触发同步

做FOC控制，电流采样是第一步，也是最关键的一步。采样不准，后面算得再漂亮也是白搭。GD32的ADC有个很实用的设计——规则组和注入组。说白了，规则组就是常规任务，注入组就是高优先级的中断任务。在电机控制里，我们通常用规则组做三相电流的同步采样，用注入组处理一些紧急的辅助测量。

4.1 规则组与注入组的角色分工

我刚开始用GD32做FOC时，也想过用单通道轮流采样。结果发现电流波形在换相点附近总是有毛刺。后来仔细看了手册，才明白规则组和注入组的区别。

特性	规则组	注入组
优先级	低，可被注入组打断	高，可打断规则组转换
触发方式	PWM定时器触发，适合同步采样	软件触发或外部事件，适合紧急测量
典型用途	三相电流Ia、Ib、Ic同步采样	母线电压、温度等慢速信号
数据寄存器	共享一个数据寄存器，需DMA搬运	每个通道有独立数据寄存器

你想想看，规则组就像流水线上的工人，按顺序干活。注入组就像车间主任，随时可以插队。在FOC里，我们最怕的就是电流采样被其他任务干扰，所以把三相电流采样放在规则组，用PWM触发，保证每次都在同一个电角度位置采样。

4.2 PWM触发同步：采样窗口的精确控制

为什么要用PWM触发ADC？因为FOC需要知道电流在PWM周期内的确切时刻。我见过有人用定时器中断去启动ADC，结果中断响应时间抖动，采样点飘来飘去，电流环带宽怎么也上不去。

GD32的定时器可以输出TRGO信号，直接触发ADC转换。这个延迟是硬件级别的，只有几个时钟周期，非常稳定。

我个人习惯把采样点放在PWM周期的中心对齐位置。这样采样到的电流是周期平均值，而不是峰值或谷值。对于FOC控制来说，平均值更有意义。

4.3 配置实战：规则组+DMA+注入组

下面是我在一个量产项目里用过的配置代码。这个配置实现了：PWM触发规则组采样三相电流，DMA自动搬运结果，注入组用于母线电压监测。

// ADC规则组配置：3通道，PWM触发
void adc_regular_config(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC0);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA0);
    
    // ADC时钟配置：14分频，约6MHz
    adc_clock_config(ADC_ADCCK_PCLK2_DIV14);
    
    // 规则组序列：通道0、1、2
    adc_regular_channel_config(0, ADC_CHANNEL_0, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(1, ADC_CHANNEL_1, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(2, ADC_CHANNEL_2, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    
    // 触发源：TIMER0的TRGO
    adc_regular_trigger_config(ADC_REGULAR_TRIGGER_TIMER0_CH0);
    
    // 开启DMA
    adc_dma_mode_enable();
    dma_config();
}

// 注入组配置：1通道，软件触发
void adc_injected_config(void)
{
    // 注入组通道：通道16（内部温度传感器）
    adc_injected_channel_config(0, ADC_CHANNEL_16, ADC_SAMPLETIME_239POINT5);
    
    // 注入组触发：软件触发
    adc_injected_trigger_config(ADC_INJECTED_TRIGGER_SW);
    
    // 注入组自动转换
    adc_injected_auto_sequence_enable();
}

// DMA配置：循环模式，搬运3个数据
void dma_config(void)
{
    dma_parameter_struct dma_init;
    dma_deinit(DMA0, DMA_CH0);
    
    dma_init.direction = DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
    dma_init.memory_addr = (uint32_t)&adc_buffer;
    dma_init.memory_inc = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;
    dma_init.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_16BIT;
    dma_init.number = 3;
    dma_init.periph_addr = (uint32_t)&ADC_RDATA;
    dma_init.periph_inc = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;
    dma_init.periph_width = DMA_PERIPH_WIDTH_16BIT;
    dma_init.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    
    dma_circulation_enable(DMA0, DMA_CH0);
    dma_init(DMA0, DMA_CH0, &dma_init);
    dma_channel_enable(DMA0, DMA_CH0);
}

4.4 采样窗口与PWM同步的时序分析

为什么采样窗口要精确对齐？我们来看一个典型的PWM周期时序图。

从时序图可以看出，采样点必须避开开关切换时刻。GD32的定时器可以配置在计数器的上溢或下溢事件时触发ADC。我建议使用上溢触发，因为此时PWM周期刚刚结束，电流已经稳定。

4.5 避坑指南：我曾经踩过的坑

做这个配置时，有几个地方特别容易出问题。我一个个说。

• DMA地址对齐问题：GD32的DMA要求外设地址按字对齐。ADC数据寄存器地址是0x40012400，这个没问题。但如果你用结构体存放ADC数据，要注意成员变量的对齐。我曾经因为结构体里插了个uint8_t变量，导致DMA搬运错位，电流数据全乱了。
• 注入组优先级冲突：注入组可以打断规则组转换。如果注入组转换时间太长，会严重影响规则组的采样周期。我建议注入组只做慢速测量，比如每100ms测一次温度，不要频繁触发。
• 采样时间与阻抗匹配：ADC的采样电容需要外部信号源充电。如果信号源阻抗太大，采样时间不够，采样值会偏小。我遇到过用分压电阻测母线电压，分压电阻太大导致采样不准。后来加了电压跟随器才解决。

4.6 同步采样的性能验证

配置完成后，怎么验证采样是否同步？我通常用两种方法：

1. 示波器观察：用DAC输出采样值，和PWM信号对比。如果采样点稳定在PWM周期的固定位置，说明同步成功。
2. 软件统计：在中断里记录采样时刻的定时器计数值。如果计数值抖动小于±2个时钟周期，说明硬件触发延迟非常稳定。

我记得有一次调试，发现采样值在低速时正常，高速时出现周期性波动。后来用示波器一看，原来是PWM频率提高后，采样窗口正好落在了开关噪声区。调整了采样触发相位后，问题就解决了。

嗯，ADC同步采样这部分内容就这些。核心就是：规则组+DMA做三相电流同步采样，注入组做辅助测量，采样窗口必须避开开关噪声。把这个基础打牢了，后面的电流环调优才能顺利进行。