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模数转换器（ADC）的主要功能是将模拟量转换为数字量，方便MCU进行处理。下面以CW32L083为例介绍CW系列的模数转换器的特点和功能，并提供演示实例。
概述 CW32L083内部集成一个12位精度、最高1M SPS转换速度的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)，最多可将16路模拟信号转换为数字信号。现实世界中的绝大多数信号都是模拟量，如光、电、声、图像信号等，都要由ADC转换成数字信号，才能由MCU进行数字化处理。
主要特性 •12位精度 •可编程转换速度，最高达1M SPS •16路输入转换通道：13路外部引脚输入-内置温度传感器-内置BGR 1.2V基准-1/3 VDDA电源电压 •4路参考电压源（Vref）：-VDDA电源电压-ExRef（PB00）引脚电压-内置1.5V参考电压-内置2.5V参考电压 •采样电压输入范围：0~Vref 多种转换模式，全部支持转换累加功能-单次转换-多次转换-连续转换-序列扫描转换-序列断续转换 •支持单通道、序列通道两种通道选择，最大同时支持8个序列 •支持输入通道电压阈值监测 •内置信号跟随器，可转换高阻抗输入信号 •支持片内外设自动触发ADC转换 •支持ADC转换完成触发DMA
转换时序 ADC的转换时序如下图所示： 
图 1 向ADC控制寄存器ADC_CR0的EN位域写入1，使能ADC模块。 ADC_CR0.EN由0变为1约40μs后ADC_ISR.READY标志位置1，表示模拟电路初始化完成，可以开始进行ADC转换。 向ADC启动寄存器ADC_START的START位域写入1，启动ADC转换，转换完成后硬件自动清零。 ADC工作时钟ADCCLK，由系统时钟PCLK经预分频器分频得到，通过控制寄存器ADC_CR0的CLK位域可选择1~128分频
工作模式 ADC控制寄存器ADC_CR0的MODE位域配置ADC工作模式 表 1
启动ADC转换，可通过向ADC启动寄存器ADC_START的START位域写1；也可通过其他外设来触发。
实际案例 GTIM1定时器定时1S，定时器1S中断触发启动ADC转换，采样AIN1，并通过GTIM2以PWM方波输出ADC采样值：PWM占空比50%，周期为1Hz-5000Hz，对应ADC的0-4095采样值。 1.配置ADC测试IO口voidADC_PortInit(void) { REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->AHBEN, SYSCTRL_AHBEN_GPIOA_Msk); //打开GPIO时钟 REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->APBEN2, SYSCTRL_APBEN2_ADC_Msk); //打开ADC时钟 PA01_ANALOG_ENABLE();//set PA01 as AIN1 INPUT }
2.LED初始化 void LED_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0}; REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->AHBEN, SYSCTRL_AHBEN_GPIOC_Msk); //打开GPIO时钟 /* Configure the GPIO_LED pin */ GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure); PC02_SETLOW();//LEDs are off. PC03_SETLOW(); }
3.PWM IO初始化
void PWM_PortInit(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0}; /* PA5 PWM 输出 */ __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /* Configure the PWM output pin */ GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_5; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStructure); PA05_AFx_GTIM2CH1(); }
4.GTIM初始化 void GTIM_Init(void) { GTIM_InitTypeDef GTIM_InitStruct = {0};
//REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->APBEN1, SYSCTRL_APBEN1_GTIM1_Msk); //打开GTIM1 __RCC_GTIM1_CLK_ENABLE(); //打开GTIM1时钟 GTIM_InitStruct.Mode = GTIM_MODE_TIME; GTIM_InitStruct.OneShotMode = GTIM_COUNT_CONTINUE; GTIM_InitStruct.Prescaler = GTIM_PRESCALER_DIV1024; GTIM_InitStruct.ReloadValue = 62499ul; //T=1s. GTIM_InitStruct.ToggleOutState = DISABLE; GTIM_TimeBaseInit(CW_GTIM1, >IM_InitStruct); GTIM_ITConfig(CW_GTIM1, GTIM_IT_OV, ENABLE); NVIC_ClearPendingIRQ(GTIM1_IRQn); NVIC_EnableIRQ(GTIM1_IRQn); NVIC_SetPriority(GTIM1_IRQn, 0x03);
__RCC_GTIM2_CLK_ENABLE();//打开GTIM2时钟 GTIM_InitStruct.ReloadValue = 0xFFFFu; GTIM_InitStruct.ToggleOutState = ENABLE; GTIM_TimeBaseInit(CW_GTIM2, >IM_InitStruct); valuePeriod = GTIM_InitStruct.ReloadValue; valuePosWidth = valuePeriod >> 1u; GTIM_OCInit(CW_GTIM2, GTIM_CHANNEL1, GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH); GTIM_SetCompare1(CW_GTIM2, valuePosWidth); GTIM_Cmd(CW_GTIM2, ENABLE); }
5.主程序main uint16_t valueAdc; uint32_t valueAdcAcc; volatile uint8_t gFlagIrq; uint16_t gCntEoc = 0; uint8_t cntSample; float fTsDegree; uint32_t valuePeriod; uint32_t valuePosWidth; uint32_t valueReload = 0xFFFFu; int main(void) { uint8_t res; ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure = {0}; ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure = {0}; ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure = {0}; RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6); //以下从HSI切换到PLL RCC_PLL_Enable(RCC_PLLSOURCE_HSI, 8000000UL, RCC_PLL_MUL_8); //开启PLL，PLL源为HSI __RCC_FLASH_CLK_ENABLE();//打开FLASH时钟 FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_3); res = RCC_SysClk_Switch(RCC_SYSCLKSRC_PLL); //切换系统时钟到PLL：64MHz。 ADC_PortInit();//配置ADC测试IO口 LED_Init();//LED初始化 PWM_PortInit(); GTIM_Init(); ADC_StructInit(&ADC_InitStructure); //ADC默认值初始化 ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure); //ADC模拟看门狗通道初始化 ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div128; //ADCCLK:500KHz. ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufEnable; ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime10Clk; ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull; //配置单通道转换模式 ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = ADC_ExInputCH1; //选择ADC转换通道 ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure; ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure; ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure); ADC_ITConfig(ADC_IT_EOC, ENABLE); ADC_EnableIrq(ADC_INT_PRIORITY); ADC_ClearITPendingAll(); ADC_Enable();//ADC使能 ADC_ExtTrigCfg(ADC_TRIG_GTIM1, ENABLE); //ADC外部中断触发源配置 GTIM_Cmd(CW_GTIM1, ENABLE); while (1) { while (!(gFlagIrq & ADC_ISR_EOC_Msk)); gFlagIrq = 0u; PC03_TOG(); valueAdc = ADC_GetConversionValue(); valueReload = ((4095u * 125000ul) / (4999u * valueAdc + 4095u) + 1) >> 1; GTIM_SetCounterValue(CW_GTIM2, 0u); //reset. GTIM_SetReloadValue(CW_GTIM2, valueReload); GTIM_SetCompare1(CW_GTIM2, valuePosWidth); //等待ADC外部中断触发源启动下一次ADC转换 } }
6.实验展示 通用定时器GTIM1定时1s自动触发ADC模块进行转换，ADC通道为AIN1:PA01。 通用定时器GTIM2将AIN1的ADC采样值转换成频率可变的PWM方波，占空比50%，使用PA05作为PWM输出。ADC采样值为0时，PWM方波频率为1Hz；ADC采样值为4095时，PWM方波频率为5KHz。 
图 2
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