STM32学习：探索ADC数值采样的奥秘

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一、前言

ADC模块中文名为模拟/数字转换器，是12位逐次逼近型的模拟数字转换器，一般用于数值的采样，比如我最近在做一个示波器，那么就需要对信号进行采样，这就需要用到ADC模块。
一般步骤为将ADC模块与某引脚相连，再用该引脚去接入所要测试的地方，ADC模块便可以经过换算得到所要测试部位的电位。

二、ADC配置库函数解读

1、复位函数ADC_DeInit

void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx);
调用示例如下：
ADC_DeInit(ADC1);  // 复位ADC1

功能：该函数作用为将外设ADCx的全部寄存器重设为缺省值，说的简单点就是复位，恢复“出厂设置”。

2、初始化函数ADC_Init

void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);

功能：确定ADC工作模式（ADC_Mode）、单or多通道扫描（ADC_ScanConvMode ）、单次or连续扫描模式（ADC_ContinuousConvMode）、外部触发方式（ADC_ExternalTrigConv）、左or右对齐（ADC_DataAlign）、规则序列长度，即通道数目（ADC_NbrOfChannel）。

下面是操作手册中给出的以上功能参数配置：
对于ADC的通道相对应的引脚做一个补充，如下图：

3、使能函数

void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
调用示例如下：
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);  // 使能ADC1

4、整合

//初始化ADC														   
void  Adc_Init(void)
{ 	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );	  //使能ADC1通道时钟
 
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);  //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
 
	//PA6 作为模拟通道输入引脚                         
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;  //模拟输入引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);	
 
	ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1 
 
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//ADC1工作在独立模式
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  //模数转换为单通道模式
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;	//模数转换为单次转换模式
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//转换由软件而不是外部触发启动,如需外部触发可自己修改
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //ADC数据右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;	//顺序进行规则转换的ADC通道的数目
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);  //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   
  
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);	//使能ADC1
	ADC_ResetCalibration(ADC1);	//使能复位校准  
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));	//等待复位校准结束
	ADC_StartCalibration(ADC1);	 //开启AD校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));	 //等待校准结束
 
}	

三、读取ADC数值

u16 Read_Adc(u8 channel)   
{ 
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );	//ADC1,ADC通道6,第一个转换,采样时间为239.5周期	  			    

	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);		//使能指定的ADC1的软件转换启动功能
	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));//等待转换结束
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);	//返回最近一次ADC1规则组的转换结果
	// 如果是双ADC模式，则改用ADC_GetDuelModeConversionValue()函数
}

四、由所读到的ADC值转化为实际电压

在“前言”中已经介绍，ADC是 12位 逐次逼近型的模拟数字转换器，故其值为0~4095（即000000000000 ~ 111111111111），若将ADC所连的引脚接到3.3V上，那么3.3V对应的就是4095，如下图：

那么根据所得的ADC值就能按照简单的比例运算得出实际电压。
以上，如果大家有什么不明白的地方或者是该文章有需要修正的地方，欢迎大家探讨。