STM32-ADC一步到位学习手册

1.按部就班陈述概念

ADC 是 Analog-to-Digital Converter 的缩写，指的是模拟/数字转换器。它将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号。在 STM32 中，ADC 具有高达 12 位的转换精度，有多达 18 个测量通道，其中 16 个为外部通道，2 个为内部通道。各通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行，并将扫描结果存储在 16 位的数据寄存器中

2.突如其来的结构讲解

• 输入电压范围：ADC 所能测量的电压范围，一般为 0 ~ VREF+，其中 VREF+ 可以是 VDDA 或外部参考电压
• 输入通道：ADC 的信号通过输入通道进入单片机内部，每个通道可以是外部的 GPIO 或内部的 VREFINT、VSS、温度传感器等
• 转换通道：ADC 的输入通道在转换时又分为规则通道和注入通道，规则通道最多有 16 路，注入通道最多有 4 路，它们可以有不同的转换顺序和触发方式
• 触发源：ADC 的转换可以由软件或外部触发，外部触发可以是定时器或外部引脚，它们可以有不同的极性和源选择
• 转换周期：ADC 的转换需要一定的采样时间和转换时间，采样时间可以由 SMP[2:0] 位设置，转换时间由 ADC 时钟决定，总转换时间为 Tconv = 采样时间 + 12.5 个周期
• 数据寄存器：ADC 的转换结果存储在 16 位的数据寄存器中，可以是左对齐或右对齐，可以是单个或双个，可以是规则或注入
• 数据传输：ADC 的转换结果可以通过中断或 DMA 的方式传输到内存或其他外设，可以设置不同的传输模式和优先级

3.程序实例

数据转换结束后，可以产生中断，中断分为三种：规则通道转换结束中断，注入转换通道转换结

束中断，模拟看门狗中断，除了产生中断外，还可以产生 DMA 请求。因此代码部分，我仅采用单通道和 AD多通道。

AD单通道

   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟/*设置ADC时钟*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz/*GPIO初始化*/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);					//将PA0引脚初始化为模拟输入/*规则组通道配置*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);		//规 则组序列1的位置，配置为通道0/*ADC初始化*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;						//定义结构体变量ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右对齐ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;		//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;			//扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;					//通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);						//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1/*ADC使能*/ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//使能ADC1，ADC开始运行/*ADC校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1);								//固定流程，内部有电路会自动执行校准while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}

AD带中断

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;// 打开 ADC IO端口时钟ADC_GPIO_APBxClock_FUN ( ADC_GPIO_CLK, ENABLE );// 配置 ADC IO 引脚模式// 必须为模拟输入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADC_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;// 初始化 ADC IOGPIO_Init(ADC_PORT, &GPIO_InitStructure);				
}/*** @brief  配置ADC工作模式* @param  无* @retval 无*/
static void ADCx_Mode_Config(void)
{ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;	// 打开ADC时钟ADC_APBxClock_FUN ( ADC_CLK, ENABLE );// ADC 模式配置// 只使用一个ADC，属于独立模式ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;// 禁止扫描模式，多通道才要，单通道不需要ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE ; // 连续转换模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;// 不用外部触发转换，软件开启即可ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;// 转换结果右对齐ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;// 转换通道1个ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;	// 初始化ADCADC_Init(ADCx, &ADC_InitStructure);// 配置ADC时钟为PCLK2的8分频，即9MHzRCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8); // 配置 ADC 通道转换顺序和采样时间ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_CHANNEL, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);// ADC 转换结束产生中断，在中断服务程序中读取转换值ADC_ITConfig(ADCx, ADC_IT_EOC, ENABLE);// 开启ADC ，并开始转换ADC_Cmd(ADCx, ENABLE);// 初始化ADC 校准寄存器  ADC_ResetCalibration(ADCx);// 等待校准寄存器初始化完成while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADCx));// ADC开始校准ADC_StartCalibration(ADCx);// 等待校准完成while(ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));// 由于没有采用外部触发，所以使用软件触发ADC转换 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCx, ENABLE);
}static void ADC_NVIC_Config(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;// 优先级分组NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);// 配置中断优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC_IRQ;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

4.结语

ADC 是 stm32 单片机的一个重要的外设，它可以让我们获取外部的模拟信号，并进行一些有用的操作，例如：

• 测量电压、电流、电阻、电容等电路参数
• 测量温度、湿度、气压、光照等环境参数
• 采集声音、图像、视频等多媒体信号
• 实现模拟信号的滤波、放大、调制、解调等信号处理