深入解析STM32的ADC模块工作原理

目录

ADC特点介绍

ADC功能框图讲解

ADC输入引脚电压输入范围

ADC所能测量的电压范围就是VREF- ≤ VIN ≤ VREF+，把 VSSA 和 VREF-接地，把 VREF+和 VDDA 接 3V3，得到ADC 的输入电压范围为： 0~3.3V。

ADC输入通道和引脚对应关系(F1系列，没有PF)

外部通道（16个）分为规则通道和注入通道，其中规则通道最多有16路，注入通道最多有4路（注入通道使用不多）

规则通道组：相当正常运行的程序，平时的ADC转换都是用规则通道实现的。规则通道和它的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择，规则组转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的JL[3:0]中

注入通道组：注入通道可以在规则通道转换时，强行插入转换，相当于中断，注入组和它的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。注入组里转换的总数应写入ADC_JSQR寄存器的JL[1:0]中

ADC通道转换模式与转换顺序

三种转换模式：单次，连续，扫描模式。
单次与连续转换模式
扫描模式

如果ADC只使用一个通道来转换，那就很简单，但如果是使用多个通道进行转换就涉及到一个先后顺序了，毕竟规则转换通道组只有一个数据寄存器。在扫描模式中就需要设置转换的顺序。
两个通道组的转换顺序可分为：规则通道组的转换顺序和注入通道组的转换顺序

规则通道转换顺序由三个寄存器控制：SQR1、SQR2、SQR3，它们都是32位寄存器。SQR寄存器控制着转换通道的数目和转换顺序，只要在对应的寄存器位SQx中写入相应的通道，这个通道就是第x个转换。具体的对应关系如下：

注入通道转换顺序和规则通道转换顺序的控制一样，注入通道的转换也是通过注入寄存器来控制，只不过只有一个JSQR寄存器来控制。需要注意的是JL位，只有当JL=11B的时候，注入通道的转换顺序才会按照JSQ1、JSQ2、JSQ3、JSQ4的顺序执行。当JL<11B时，比如JL=10B，从（4-JL）=2开始执行顺序为：JSQ2、JSQ3、JSQ4。JL=01B是时，从（4-JL）=3开始执行顺序为：JSQ3、JSQ4。

ADC通道转换时间计算

理想情况下，ADCCLK为14M，计算出通道的转换时间为1us。但是，实际应用中APB2为72M，经过8分频得到ADCCLK为12M。最短转换时间为1.17us。

ADC中断

从框图中可以知道数据转换完成之后可以产生中断，有三种情况：
规则通道转换完成中断
规则通道数据转换完成之后，可以产生一个中断，可以在中断函数中读取规则数据寄存器的值。这也是单通道时读取数据的一种方法。
注入通道转换完成中断
注入通道数据转换完成之后，可以产生一个中断，并且也可以在中断中读取注入数据寄存器的值，达到读取数据的作用。
模拟看门狗事件
当输入的模拟量（电压）不再阈值范围内就会产生看门狗事件，就是用来监视输入的模拟量是否正常。

当然，在转换完成之后也可以产生DMA请求，从而将转换好的数据从数据寄存器中读取到内存中。

电压计算

要知道，转换后的数据是一个12位的二进制数，我们需要把这个二进制数代表的模拟量（电压）用数字表示出来。比如测量的电压范围是0~3.3V，转换后的二进制数是x，因为12位ADC在转换时将电压的范围大小（也就是3.3）分为4096（2^12）份，所以转换后的二进制数x代表的真实电压的计算方法就是：y=3.3 / 4096* x

双ADC模式是否开启（一般不开启）

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式

数据对齐方式

ADC_CR2寄存器中的ALIGN位选择转换后数据储存的对齐方式。数据可以左对齐或右对齐.

实验