STM32中ADC笔记

ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器

将外部的模拟信号转换为数字信号   （ ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁 ）

• 12位逐次逼近型ADC，1us转换时间（其他类型:积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、sigma_delta调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。）
• 输入电压范围：0~3.3V，转换结果范围：0~4095
• 18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源
• 规则组和注入组两个转换单元 模拟看门狗自动监测输入电压范围
• STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道

ADC功能描述  

转换时间

      由于ADC在STM32中是挂载在APB2总线上的，所以ADC的时钟是由PCLK2（72MHz）经过分频得到的，可以是 2/4/6/8 分频，一般配置分频因子为6或者8，6分频得到ADC的输入时钟频率为12MHz  ，8分频得到ADC的输入时钟频率为9MHz。

        AD转换的步骤：采样，保持，量化，编码

STM32 ADC的总转换时间为：   

•  TCONV = 采样时间 + 12.5个ADC周期     
• 例如：当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5个ADC周期     
• TCONV = 1.5 + 12.5 = 14个ADC周期 = 1μs

规则通道与注入通道

        我们上面说了ADC模块有16个外部通道，若是一个通道有输入信号那么我们可以不用管那么多直接进行转换，但是当我们有多个通道有输入信号需要进行转换怎么办？转换的顺序是什么？

        在STM32中把这16个外部通道分为规则通道和注入通道，在规则通道里进行规则转换，在注入通道里进行注入转换。

规则通道

        按照给定的转换顺序进行转换。一个规则转换组最多由 16 个转换构成。理解相当于菜单，可以点一堆菜，菜单报道到规则通道数据寄存器后得一个菜一个菜做，通过DMA转运，依次做菜。

注入通道

     由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。注入组里的转换总数目应写入ADC_JSQR寄存器的中。理解相当这是VIP，虽然通道少，但是注入通道数据寄存器多。这意味这每个字节数据传进无需等待，无需像规则组那样等待DMA转运。

触发模式

  ADC 的触发转换有两种方法：分别是通过 软件 或 外部事件 触发转换。

• 软件触发事件可以通过对寄存器ADC_CR2的SWSTART或JSWSTART位置’1’产生。写 1 就开始转换，写 0 就停止转换。
• 外部事件触发如果设置了EXTTRIG控制位，则外部事件就能够触发转换。

数据对齐

 SEXT位是扩展的符号值

校准

ADC有一个内置自校准模式。

• 校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。
• 校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换中
• 每个电容器上产生的误差 建议在每次上电后执行一次校准
• 启动校准前， ADC必须处于关电状态超过至少两个ADC时钟周期

转换模式

单次转换模式 

• 转换数据被储存在16位ADC_DR寄存器中
• EOC(转换结束)标志被设置
• 如果设置了EOCIE，则产生中断。

连续转换模式

• 转换数据被储存在16位的ADC_DR寄存器中
• EOC(转换结束)标志被设置
• 如果设置了EOCIE，则产生中断。

扫描模式

 

基本结构 

初始化代码

void AD_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	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ADC1
	ADC_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1
	ADC_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);
}

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