代码收藏家 STM32 ADC驱动原理与多通道采集详解：从存储器映射到实际应用（进阶篇）
| 主题 | 内容 | 教学目的/扩展视频 |
|---|---|---|
ADC读电位器和光敏重点课程 |
电路原理，跳线设置，ADC功能分析，驱动程序，读出AD数据，读内部温度传感器数据。 | 会设置参数，能读出AD值即可。 |
师从洋桃电子，杜洋老师
本文深入剖析了STM32 ADC驱动的实现原理，通过代码注释与结构图解的有机结合，帮助开发者全面掌握多通道ADC采集技术。
重点突出了DMA传输机制与校准流程，并提供了可扩展的多通道方案，为各类工业检测应用奠定基础。
📑文章目录
▲ 回顾上期🔍STM32 ADC原理与驱动详解：从光敏电阻到数字转换（上） | 零基础入门STM32第六十五步
（图1：开发板与光敏电阻和电位器部分连接示意图）
一、ADC驱动架构全景图
1.1 存储器映射与寄存器寻址
APB2总线
ADC1基地址0x40012400
ADC_DR寄存器偏移0x4C
完整地址0x4001244C
2.2 硬件连接拓扑
VDDA
│
├───[光敏电阻]──ADC_IN5
│
└───[电位器]────ADC_IN4
│
STM32F103
│
DMA1通道1
│
内存缓冲区ADC_DMA_IN[2]
二、核心代码解析
2.1 adc.h关键定义
#define ADC1_DR_Address 0x4001244C // ADC1数据寄存器地址
#define ADC_CH4 GPIO_Pin_4 // 通道4（电位器）
#define ADC_CH5 GPIO_Pin_5 // 通道5（光敏电阻）
void ADC_DMA_Init(void); // DMA初始化函数
void ADC_GPIO_Init(void); // GPIO配置函数
void ADC_Configuration(void); // 主配置函数
2.2 adc.c核心实现
2.2.1 DMA配置（核心参数说明）
void ADC_DMA_Init(void){
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; // 外设地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_DMA_IN; // 内存缓冲区
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 传输方向
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2; // 双通道缓冲
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = ENABLE; // 内存地址自增
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式
// ...其他配置
}
2.2.2 ADC初始化流程
主程序
ADC_Configuration
ADC_GPIO_Init
ADC_DMA_Init
ADC校准
启动转换
调用初始化
配置模拟输入
设置DMA传输
执行校准流程
使能连续采集
主程序
ADC_Configuration
ADC_GPIO_Init
ADC_DMA_Init
ADC校准
启动转换
三、关键配置详解
3.1 工作模式设置
| 配置项 | 参数说明 | 扩展应用 |
|---|---|---|
| ADC_Mode | Independent（独立模式） | 双ADC交替采样 |
| ScanConvMode | ENABLE（扫描模式） | 多通道自动切换 |
| ContinuousConvMode | ENABLE（连续转换） | 实时监控信号 |
| DataAlign | Right对齐（12位有效） | 左对齐可快速读取高8位 |
3.2 多通道配置表
| 通道 | 引脚 | 采样顺序 | 采样周期 | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|
| CH4 | PA4 | 1 | 28.5周期 | 电位器电压采集 |
| CH5 | PA5 | 2 | 28.5周期 | 光敏电阻采集 |
四、高级应用扩展
4.1 扩展多通道采集
// 修改缓冲区大小
#define CHANNEL_NUM 4
vu16 ADC_DMA_IN[CHANNEL_NUM];
// 增加通道配置
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 3, ADC_SampleTime_28Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 4, ADC_SampleTime_28Cycles5);
4.2 采样时间优化公式
总转换时间 = (采样周期 + 12.5) / ADC时钟频率
示例：28.5周期 + 12.5 = 41周期
当ADCCLK=12MHz时，转换时间≈3.41μs
五、校准与误差处理
5.1 校准流程
复位校准
等待复位完成
开始校准
等待校准完成
5.2 常见误差源
| 误差类型 | 解决方法 |
|---|---|
| 电源噪声 | 添加LC滤波电路 |
| 信号串扰 | 隔离模拟/数字地 |
| 采样时间不足 | 增大ADC_SampleTime值 |
| 阻抗失配 | 添加电压跟随器 |
六、实战调试技巧
6.1 调试信息输出
// 在main循环中添加调试输出
printf("CH4: %4d CH5: %4d\n", ADC_DMA_IN[0], ADC_DMA_IN[1]);
6.2 信号质量检测
连接示波器
观察输入信号
检查纹波噪声
测量转换延迟
七、扩展应用场景
7.1 工业传感器采集系统
+-------------+
| 温度传感器 |--> ADC_IN6
+-------------+
| 压力传感器 |--> ADC_IN7
+-------------+
│
STM32F103
│
[DMA传输至云平台]
7.2 电池管理系统
// 电压计算公式
float battery_voltage = (ADC_DMA_IN[0] / 4096.0) * 3.3 * (R1+R2)/R2;
通过本文的代码解析与配置说明，开发者可以快速构建高精度ADC采集系统。建议使用信号发生器注入测试信号，通过修改采样周期和DMA配置探索性能边界。ADC作为模拟世界与数字系统的桥梁，其灵活配置将极大拓展嵌入式设备的感知能力！
八、相关资源
[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] 光敏电阻ADC读取程序
[5] 光敏和电位器ADC读取程序
[6] ADC原理与驱动.pptx
💬 技术讨论（请在评论区留言~）
📌 下期预告：下一期将探讨ADC读模拟量摇杆，欢迎持续关注！
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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：v1.0 初始版本（2025-03-13）
作者：触角01010001
