代码收藏家 备赛电赛学习STM32篇（九）：ADC
目录
一、ADC的简介
二、逐次逼近型ADC
2.1、逐次逼近型ADC框图
2.2、STM32 ADC内部介绍
2.2.1、STM32ADC的通道以及存储数据的寄存器
2.2.2、触发方式
2.2.3、STM32ADC时钟部分
2.2.4
三、ADC基本结构框图
四、另外的细节问题
4.1、输入通道
也可以通过引脚定义图查找
4.2、转换模式
在ADC初始化的结构体里有两个参数，一个是选择单次转换还是连续转换，另一个是选择选择扫描模式和非扫描模式的，这两个参数组合起来就有四种转换方式
4.2.1、单次转换、非扫描模式
4.2.2、连续转换、非扫描模式
4.2.3、单次转换、扫描模式
4.2.4、连续转换、扫描模式
同上
在扫描模式的情况下，还可以有一种模式——间断模式，它的作用是在扫描的过程中，每隔几个转换就暂停一次，需要再次触发
4.3、触发控制
4.4、数据对齐
STM32的ADC是12位的，它的转换结果就是一个12位的数据，而数据寄存器是16位的，所以就存在一个数据对齐的问题
- 数据右对齐：12位的数据向右靠，高位多出来的补0
- 数据左对齐：12位的数据向左靠，低位多出来的补0
平时使用的都是数据右对齐，这样读取出来的数据就是真实的结果，而左对齐会比实际的值大
4.5、转换时间
4.6、校准
这个校准过程是固定的，我们只需要在ADC初始化的最后，加上几条代码就行
五、实例部分
5.1、ADC的初始化步骤：
- 开启RCC时钟，包括ADC和GPIO，另外ADCCLK的分频器也要配置一下
- 配置GPIO，把需要用的GPIO配置成模拟输入的模式
- 配置多路开关把左边的通道接入到右边的规则组列表里
- 配置ADC转换器
- 如果你想开启模拟看门狗，那么会有几个函数来配置阈值和监测通道，如果你想开启中断，那就在中断输出控制里用ITConfig函数来开启对应的中断输出，然后在NVIC里配置一下优先级，这样就能触发中断了
- 最后是开关控制，调用一下ADC_Cmd函数开启ADC
注：我们还可以在开启ADC后，对ADC进行一下校准，这样可以减小误差
5.2、ADC相关库函数介绍
5.2.1、ADCCLK配置函数
//配置ADC时钟，参数为分频系数（6或8）
void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);
5.2.2、ADC库函数中基本功能和规则组的配置
//恢复缺省配置
void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx);
//初始化
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);
//结构体初始化
void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);
//ADC最后使能，上电，开关控制
void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//开启DMA输出信号
void ADC_DMACmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);、
//ADC中断输出控制
void ADC_ITConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT, FunctionalState NewState);
//以下四个函数分别为复位校准、获取复位校准状态、开始校准、获取校准状态
//用于控制校准的函数，在ADC初始化完成之后，依次调用即可
void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
//ADC软件转换开始控制，用于软件触发的函数，调用一下就能软件触发转换了
void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//ADC获取软件开始转换状态（因为返回值SWSTART在ADC开始转换时就置0了，并不能知道是否转换）
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
//获取标志位状态，参数给EOC的标志位，判断EOC标志位是不是置1
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
//这两个函数是用来配置间断模式的
//第一个函数是，每隔几个通道间断一次
//第二个函数是，是否启用间断模式
void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number);
void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//ADC规则组通道配置
//参数：ADCx（哪个ADC）、ADC_Channel（你想指定的通道）、Rank（序列几的位置）、ADC_SampleTime（采样时间）
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
//ADC外部触发转换控制，就是是否允许外部触发转换
void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//ADC获取转换值
uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);
//ADC获取双模式转换值
//这个是双ADC模式读取转换结果的函数
uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);
5.2.3、注入组函数（不多了解）
void ADC_AutoInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_InjectedDiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_ExternalTrigInjecConv);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_SoftwareStartInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartInjectedConvCmdStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_InjectedChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
void ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Length);
void ADC_SetInjectedOffset(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel, uint16_t Offset);
uint16_t ADC_GetInjectedConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel);
5.2.4、模拟看门狗配置
//是否启动模拟看门狗
void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog);
//配置高低阈值
void ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t HighThreshold, uint16_t LowThreshold);
//配置看门通道
void ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel);
5.2.5、内部两个通道
//ADC内部温度传感器、内部参考电压控制
//这个是用来开启内部的两个通道的
void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState);
5.2.6、标志位、中断挂起位相关相关
//获取标志位状态
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
//清除标志位
void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
//获取中断状态
ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);
//清除中断挂起位
void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);
5.3、实验部分
5.3.1、AD单通道（单次扫描、非扫描模式）
#include "stm32f10x.h" // Device header
void AD_Init()
{
//开启ADC时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
//开启GPIO时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
//配置ADC时钟
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
//配置GPIO
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//配置多路开关把左边的通道接入到右边的规则组列表里
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);
//ADC配置
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
//ADC使能
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
//ADC校准
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
}
//获取ADC规则寄存器的值
uint16_t AD_GetValue()
{
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC == RESET));
return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"
uint16_t AD_Value;
float Voltage;
int main(void)
{
OLED_Init();
AD_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "AD_Value");
OLED_ShowString(1, 1, "Voltage:0.00");
while (1)
{
AD_Value = AD_GetValue();
Voltage = (float)(AD_Value/4095) * 3.3;
OLED_ShowNum(1, 9, AD_Value, 4);
OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1);
OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage/100) % 100, 2);
Delay_ms(100);
}
}
5.3.2、AD多通道
#include "stm32f10x.h" // Device header
void AD_Init()
{
//开启ADC时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
//开启GPIO时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
//配置ADC时钟
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
//配置GPIO
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//ADC配置
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
//ADC使能
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
//ADC校准
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
}
//获取ADC规则寄存器的值
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{
//配置多路开关把左边的通道接入到右边的规则组列表里
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC == RESET));
return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"
uint16_t AD0, AD1, AD2, AD3;
float Voltage;
int main(void)
{
OLED_Init();
AD_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "AD0:");
OLED_ShowString(2, 1, "AD1:");
OLED_ShowString(3, 1, "AD2:");
OLED_ShowString(4, 1, "AD3:");
while (1)
{
AD0 = AD_GetValue(ADC_Channel_0);
AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1);
AD2 = AD_GetValue(ADC_Channel_2);
AD3 = AD_GetValue(ADC_Channel_3);
OLED_ShowNum(1, 5, AD0, 4);
OLED_ShowNum(2, 5, AD1, 4);
OLED_ShowNum(3, 5, AD2, 4);
OLED_ShowNum(4, 5, AD3, 4);
Delay_ms(100);
}
}
