STM32初识及运用—ADC

2023-5-29 23:34

基于stm32f103c8t6（48引脚））
ADC初识——理论讲解

Analog-to-Digital Converter的缩写。指模/数转换器或者模拟/数字转换器。是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字
ADC跟其名字一样完成的是一个模拟量转换为数字量的过程，为什么要把模拟信号转换为数字信号呢，这是因为在显示生活中很多模拟信号太抽象，不好定性分析，如果将其按一定方式转化为容易分析的数值信号，就会变得很容易。

基本原理：

总共有三个ADC控制器，最多能支持23个通道，21个外部和2个内部
Vref+ Vref-分别ADC采集正负参考电源,输入采集的电压不能超过这两个值。

关于32的讲解在官方的技术手册中讲解的很清楚，我这里对其中一些难理解的词做一些注释，方便大家能够更容易看懂技术手册
名词讲解：
规则通道：顾名思义就是最普通，最常用的通道，平时大多数ADC转化都是利用规则通道实现的。
注入通道：注入通道是相对于规则通道而言的，注入通道可以在规则通道转化时，强行插入转换，当有注入通道需要转换时，规则通道的转换会停止，优先执行注入通道的转换，当注入通道的转换执行完毕后，再回到之前的规则通道进行转换。（相当于中断吧）
转换顺序：规则通道只有一个数据寄存器，当多个通道进行转换时就涉及到一个优先级的问题，通过SQRX寄存器可以对进行设置。
注入通道的顺序寄存器为JSQR(只有当JL=4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<4时，注入通道的转换顺序恰恰相反，也就是执行顺序为：JSQ4、JSQ3、JSQ2、JSQ1。)

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触发源：ADC转化的触发方式其一就是通过直接配置寄存器CR2的ADON位，写1的时候开始转换，写入0的时候停止转换。此外还可以通过内部定时或外部IO触发，定时器触发就是利用内部时钟让ADC进行周期性的转换；也可以利用外部IO在使ADC在需要的时候进行转换，都是通过配置CR2寄存器来决定的。
转换时间：转换时间 = 采样时间+12.5个周期
采样时间可以通过寄存器设置为多少个周期（例如1.5个周期），用这个周期时间乘以ADC的一个时钟周期即可
数据寄存器（注意）：
数据寄存器分为规则数据寄存器和注入数据寄存器。值得注意的是使用多个通道的时候，会产生多个转换数据，但是数据寄存器就一个，所以在一个通道完成转换后就看立刻将数据取出来，方便下一个数据存储。
对于规则数据寄存器而言：总共有32位，当使用ADC独立模式（只使用一个ADC，可以使用多个通道），数据存放在低16位中，使ADC多模式时高16位存放ADC2的数据。
此外ADC传回来的数据是12位的，而数据寄存器预留的空间为16位的，所以说还需要设置字节对齐模式，是左对齐还是右对齐。（但注入通道的数据寄存器是12位的所以就不用设计）

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寄存器配置讲解

(1)ADC状态寄存器(ADC_SR)
此寄存器主要存储ADC采集时的各种状态信息
记录当前时间 ADC转换是否开始或者结束，以及一个模拟看门狗标志位。
(2)ADC控制寄存器1(ADC_CR1)
(3)ADC控制寄存器2（ADC_CR2）
这两个寄存器主要完成ADC的基本配置与模式设定。
其中我们所用到的有
CR1:
工作方式的设定（多ADC还是单ADC）
扫描模式的设定（单通道还是多通道）
CR2:
转换模式的设定（单次转换模式还是连续转换）
触发方式的设定（外部，时钟，软件）
数据对齐方式的设定（左对齐还是右对齐）
使能AD转换器
开启校准

(4)ADC采样时间寄存器1（ADC_SMPR1）
(5)ADC采样时间寄存器2（ADC_SMPR1）
采样时间的设定

(6)ADC注入通道寄存器数据偏移寄存器x(ADC_ JOFRx)

(7)ADC看门狗高/低阈值寄存器（ADC_HTR/ADC_LTR）

(8)ADC规则序列寄存器（ADC_SQRx）
(9)ADC注入序列寄存器（ADC_JSQR）
规则转换的顺序设定
规则转换的数目设定

(10)ADC注入数据寄存器（ADC_JDRx）
(11)ADC规则数据寄存器（ADC_DR）
存储采样返回值

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ADC初识——实际运用

注意：为了提高32在进行小项目开发的速度，本篇文章所用的代码都是笔者自己基于32标准库进行二次开发，方便能够快速调用单片机外设

关于代码，工程文件会附在文章的末尾。

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ADC的初始化

复制

//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

//  [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]      ADC初始化

//  @param      adcn            选择ADC模块(ADC1，ADC2)

//  @param      ch              选择ADC通道

//  [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]     void

//  Sample usage:               adc_init(ADC1, CH0_PA0);

//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

void HYJ_ADC_Init(ADC_TypeDef* adc,chx_enum ch)

{

        ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 



        RCC_APB2PeriphClockCmd(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



        HYJ_GPIO_Init(get_adc_pin(ch),GPIO_Mode_AIN,0);



        ADC_DeInit(adc);  //复位ADC

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

        ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;        //模数转换工作在单通道模式

        ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;        //模数转换工作在单次转换模式

        ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;        //转换由软件而不是外部触发启动

        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(adc, &ADC_InitStructure);        //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   

        ADC_Cmd(adc, ENABLE);        //使能指定的ADC

        

        ADC_ResetCalibration(adc);        //使能复位校准           

        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(adc));        //等待复位校准结束        

        

        ADC_StartCalibration(adc);         //开启AD校准

        while(ADC_GetCalibrationStatus(adc));         //等待校准结束

}

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这里为了方便快速调用初始化，入口参数只设置了adc模块和通道，其他设置统一设置为
单通道，单次转换，时钟为12M

ADC的运用和实例

完成初始化后就可以调用

复制

//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

//  @brief      ADC转换一次

//  @param      adcn            选择ADC模块(ADC1、ADC2)

//  @param      ch              选择ADC通道

//  @return     void

//  Sample usage:               adc_convert(ADC1,CH0_PA0);

//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

u16        HYJ_ADC_Getdata(ADC_TypeDef* adc,chx_enum        ch)

{

        //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间

        ADC_RegularChannelConfig(adc, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );        //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期                                      

        

        ADC_SoftwareStartConvCmd(adc, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能        

         

        while(!ADC_GetFlagStatus(adc, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束



        return ADC_GetConversionValue(adc);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果

}

2023-5-29 23:36

示例：

复制

 int main(void)

 {        

                HYJ_ADC_Init(ADC1, CH0_PA0);

  while(1)                

        {

                HYJ_ADC_Getdata(ADC1,CH0_PA0);

        }

 }

2023-5-29 23:36

工程文件链接地址：
链接：https://pan.baidu.com/s/1abTvUt44NiH5B_o7IiPa3Q
提取码：cxm6

2023-5-30 11:06

老铁，文章字数多也不要分成这么多段分发哟

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