一、什么是ADC
" S$ Z+ X. a( ~, FADC（Analogto-Digital Converter）模拟数字转换器，是将模拟信号转换成数字信号的一种外设。比如某一个电阻两端的是一个模拟信号，单片机无法直接采集，此时需要ADC先将短租两端的电压这个模拟信号转化成数字信号，单片机才能够进行处理。
/ w1 g; i  E) G& q. u
' u! d& o7 Y* H% ?0 f二、ADC的用途
5 ~- c# L8 B$ A" |. }! RADC具有将模拟信号转换成数字信号的能力，比如将模拟的电压转换成数字信号，单片机进行处理。可以用作温度监测或者电流监测等方面，用途极广。

三、STM32F103ZET6的ADC
+ v! |: e6 e) _: }根据中文参考手册介绍，STM32F103ZET6单片机有3个12位ADC，共有18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。
$ t* W7 A7 g$ j/ q( T5 C$ o

* @) U+ Y2 V1 D& _! P4 y3.1 ADC通道对应引脚
STM32F103ZET6的ADC各通道对应IO如下

; c7 |/ a* b/ b6 r0 _( q! F
   
% f3 K! p" u) J) r6 s3 T  D3 U3.2ADC时钟
ADC输入时钟ADC_CLK由APB2分频产生，最大值是14MHz。库函数提供了设置分频因子的函数

1. void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2)

复制代码

9 M( u/ z2 b% H5 ]/ t可选的分频因子有
0 }8 T# l, q1 p. K

1. #define RCC_PCLK2_Div2                   ((uint32_t)0x00000000)
   , H6 u4 W) H! B4 i
2. #define RCC_PCLK2_Div4                   ((uint32_t)0x00004000)
   ; f9 W% ?! J# d# K5 Y" A! @# b
3. #define RCC_PCLK2_Div6                   ((uint32_t)0x00008000)
   
4. #define RCC_PCLK2_Div8                   ((uint32_t)0x0000C000)

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APB2总线时钟为72MHz，而ADC的最大工作频率为14MHz，所以，分频因子一般设置为6，这样ADC的输入时钟频率为12MHz。

+ v( y' @& l, y$ g% V9 E8 }3.3 ADC工作模式
根据中文参考手册介绍，STM32F1的ADC有三种工作模式
$ ^3 k" p& H6 F. {: X• 单次转换模式 单次转换模式下，ADC只执行一次转换。该模式既可通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位(只适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道)，这时CONT位为0。
- \4 z9 l; a* U+ Q; n
• 连续转换模式 在连续转换模式中，当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动，此时CONT位是1。
3 r3 Q  l5 a( [1 a) z' j+ F
• 扫描模式


, u5 P' r' K0 b33.4 ADC转换时间
% C+ ]  `$ [- |ADC的总转换时间与时钟频率有关，总转换时间 = 采样时间 + 12.5个周期。其中，采样时间最短为1.5个周期，也就是最短转换时间为14个时钟周期。使用软件触发时，可选择的采样时间如下
% x" |. Y) G$ n5 r6 {* {5 }

1. #define ADC_SampleTime_1Cycles5                    ((uint8_t)0x00)
   
2. #define ADC_SampleTime_7Cycles5                    ((uint8_t)0x01)
   1 s- {/ \2 R& r2 N
3. #define ADC_SampleTime_13Cycles5                   ((uint8_t)0x02)
   
4. #define ADC_SampleTime_28Cycles5                   ((uint8_t)0x03)
   2 @+ g- R/ P; g% V3 G
5. #define ADC_SampleTime_41Cycles5                   ((uint8_t)0x04)
   
6. #define ADC_SampleTime_55Cycles5                   ((uint8_t)0x05)
   6 p" F5 V7 T* f; V  C
7. #define ADC_SampleTime_71Cycles5                   ((uint8_t)0x06)
   , ~* U1 |$ r; O& H8 w* M/ c5 w. _
8. #define ADC_SampleTime_239Cycles5                  ((uint8_t)0x07)

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4 c, F* l! Z+ C) z: F' [' r3.5 ADC校准
8 O' q- j- {+ m使能ADC后，需要对ADC进行校准。使用库函数开发时，提供了ADC校准的函数

1. ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定的ADC的校准寄存器
   
2.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取ADC重置校准寄存器的状态
   
3.    
   . }  `, l1 v1 f
4.     ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC的校准状态
   # u: W- v) z" w2 u( Q: q' c
5.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//获取指定ADC的校准程序

复制代码

3.6 ADC转换结果与实际电压的换算
: N( g9 T7 b" Q2 g0 N获取到的AD转换结果并不是实际电压，如果想要得到实际电压，需要经过换算。上面介绍了，STM32的ADC为12位，也就是AD值取值范围为0~4095。采集电压范围为0到3.3V。AD值与实际电压之间存在比例关系。
) H/ O* t- G5 Z5 l4 Q6 x
  x) U' Y" R" e) o6 Q$ Y+ F实际电压 = (AD值 / 4095) * 3.3。单位为伏特（V）

6 [8 _5 [6 r* b% q; `
2 Y% W# a, d9 z( i四、ADC配置步骤
- ~* o! E, M2 z1 U: J; ~; q; b5 Y• 使能GPIO时钟和ADC时钟，设置引脚为模拟输入
6 {' J6 V: P. p- x; d7 |8 B' L• 设置ADC的分频因子
! I) ]6 ~5 D1 Z  Y* ^8 q• 初始化ADC参数，包括ADC工作模式，规则序列等
7 Y; h$ z0 u4 C  ~! P% \9 Z4 P• 使能ADC并校准
4 h# ~. @1 y$ c1 `; F• 触发AD转换，读取AD转换值
6 K$ P. G0 {. b
+ y9 \8 F; e' M0 H
五、ADC配置程序
55.1 ADC初始化程序
5 |1 Z' M( [, v8 A# E0 {这里以配置ADC1的通道1为例，给出ADC的配置例程，分频因子设置为6，单次转换模式，软件触发。

1. /*
   
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：ADC1_Init
   
4. *函数功能：初始化ADCx
   - Y2 E# |% P2 O$ [. }& \! F1 u
5. *输入参数：无
   6 r2 y1 Y- q0 q) d5 g
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   5 Y8 P7 s* H- Y- D
8. *==============================================================================
   
9. */
   
10. void ADC1_Init(void)
    % c+ ]+ I( L3 J- g: k
11. {
    
12.     // 结构体定义
    
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ) e! S# A, h- x+ K  e8 g: Q
15.    
    
16.     // 开启时钟
    2 Y( i3 f0 W: O+ o. v
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    - H5 Y' F" a% e. m- T+ R, F
18.    
    % Z/ B% I1 j+ g# H2 d
19.     // 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    7 Q$ u  [0 A6 R& R
20.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    
21.    
    
22.     // GPIO配置
    5 N, F1 M- w6 q, C9 ]
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    $ {; z: U1 n6 G9 \
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
26.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
27.    
    6 T2 D, V  W& ]! X
28.     // ADC参数配置
    $ W( C" ~; k$ |0 d6 t0 X0 A9 q; Y
29.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    9 W$ M8 M; C8 o! s. ]
30.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    * o$ |' O# X# n6 }, u8 P( c7 ^
31.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    / {3 K) y; d" |: D1 _% s4 i
32.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;   // 禁止触发检测，使用软件触发
    
33.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    $ w! l: [" Y8 v0 q
34.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   // 1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
    
35.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    ( E5 u0 F4 H& T* {
36.    
    
37.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    7 ?% x+ j- a. t8 b* Q& B+ L
38.    
    ) {5 D  Y& F7 z$ n
39.     // ADC校准
    ' G+ a% Q/ i& h8 B9 v5 t1 _% e5 e, y
40.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    2 ~. L, `$ ^5 n7 G
41.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    
42.    
    
43.     ADC_StartCalibration(ADC1);   // 开始指定ADC的校准状态
    
44.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    ( m% {- ~; x! b$ V6 G6 C, O4 W7 d
45. 
    
46.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
    
47. }

复制代码

5.2 软件触发AD转换
9 |' a: H' u  [库函数开发，配置为软件触发时，可以通过下面的函数触发AD转换

1. void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

复制代码

4 _( E3 X8 o) q5 C3 Z3 v3 ?5.3 读取AD转换结果
库函数提供了用于读取AD转换结果的函数
$ h! o7 v3 L3 N% {

1. uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)

复制代码

( n6 i  W. n) ]# H0 _这里给出另一个函数，用于软件触发AD转换并读取转换结果
* y& S* |4 Y' }' f

1. /*
   7 f! o: k. F  x; W
2. *==============================================================================
   8 L' s3 J1 |4 m4 R: @& f
3. *函数名称：Get_ADC_Value
   + ]0 J5 i) ~; |0 D* r
4. *函数功能：读取某一规则通道AD值
   
5. *输入参数：ch：规则通道ADC_Channel_x；times：读取次数
     c4 J, [! H/ T6 P/ Y) x# ]0 o& R
6. *返回值：无
   / f* Y5 K- x: \- t( w$ o
7. *备  注：该函数配置好后，返回的结果是N次后的平均值
   
8. *==============================================================================
   
9. */
   
10. u16 Get_ADC_Value(u8 ch,u8 times)
    : o: t5 D% ]* f' G# h
11. {
    
12.     u32 temp_val = 0;
    + u6 z  z: T* N' D0 D  I! r
13.     u8 t;
    3 Y/ e0 b; ~) r2 e8 M; [
14.     // 设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
    ; A$ t; N4 q; @8 y
15.     // ADC1,ADC通道,239.5个周期,提高采样时间可以提高精确度
    6 U7 b, W7 N& [, m8 v/ r& o" `
16.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);      
    ' [$ p* p  U3 P, w1 Y+ u$ C
17.    
    
18.     for(t=0;t<times;t++)
    * m& L7 k7 ?* t* \
19.     {
    6 d* b2 `+ Y: J$ v, S6 V3 D
20.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能指定的ADC1的软件转换启动功能
    6 _0 S0 O1 R4 w% G# S& z# p
21.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));   // 等待转换结束
    ) n. |+ z, a+ X9 d( D" n* w
22.         temp_val+=ADC_GetConversionValue(ADC1);
    
23.         delay_ms(5);
      O: ~8 I( I) _0 y* z% T6 _
24.     }
    9 n  a+ G# L" i, l
25.     return temp_val/times;
    
26. }

复制代码

3 q8 |. x! U- I, B; W" G六、实战项目
用ADC1的通道1采集某电阻两端电压（由于普中核心板没有可供采集的电阻，可以直接将采集引脚接到3.3V查看一下结果），将结果通过串口打印到电脑。其中关于串口的配置就不再做介绍，给出ADC的配置和main函数。
! B" v' p5 H* p+ ?2 v* m+ T0 s% B
6.1 ADC初始化
- T) G$ U( b/ C7 X# O; R( Q* @% p7 l8 [

1. /*
   
2. *==============================================================================
   # c0 ^1 Y$ C: [) m& x1 S- @$ }; `: Q
3. *函数名称：ADC1_Init
   + b7 f8 V! o" B% i! o& ~/ d- B7 n
4. *函数功能：初始化ADCx
   4 K0 l1 s7 B" ?% {, |
5. *输入参数：无
   6 V. ~2 W" `) v6 Q( Y2 S
6. *返回值：无
   4 v. u) K  g; y) k1 O
7. *备  注：无
   " Y3 H" p& Q0 g: M' o, Z) t8 u
8. *==============================================================================
   6 X" W" S# I& [# ^! w+ [8 B9 ?
9. */
   
10. void ADC1_Init(void)
    
11. {
    
12.     // 结构体定义
    
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    % h4 \2 S0 H# }( y( S3 G
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    
15.    
    * j5 V% I. t1 |( X
16.     // 开启时钟
    2 C- r' ]- ]( r: O
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    * ^& {9 B1 W' V& y* f
18.    
    
19.     // 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    
20.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    
21.    
    
22.     // GPIO配置
    
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    . @  o0 N6 y% l. T! `5 J
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    : X& m0 H6 ^3 g/ x! r& G: z
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    ( w- U" Y/ I- ^) D  Z0 ?( L
26.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    / T+ A! L  O7 _* r8 E
27.    
    
28.     // ADC参数配置
    * e6 p3 `* \* }
29.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    
30.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    # [; m" Z$ x+ p
31.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    ! H, A  w0 B( C6 w* u$ S
32.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;   // 禁止触发检测，使用软件触发
    
33.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    ! d9 @: H( D6 J) Y1 C
34.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   // 1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
    7 i3 i5 C; K  @
35.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    
36.    
    + r$ _0 D7 G, h+ Y
37.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    
38.    
    
39.     // ADC校准
    + ]; X, C; V6 p% @% a
40.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    : u4 K* h! s5 b* H
41.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    # S, s  T; C! D# C; u* d
42.    
    ! {/ P5 Q1 g  Q3 @* J4 F
43.     ADC_StartCalibration(ADC1);   // 开始指定ADC的校准状态
    
44.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    * A9 B+ i# \( j  Y0 Z' i4 x
45. 
    
46.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
    1 M4 @8 p, a) Q$ J
47. }

复制代码

6.2 main函数

1. u16 gAdcAdValue = 0;   // 存储AD值
   
2. float gAdcVol = 0;   // 实际电压值
   
3. 
     N2 ?# U) j7 y
4. int main(void)
   
5. {
   4 O, f$ P8 C" h- _, c# ~, V
6.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
   
7.    
   
8.     while(1)
   / b& d( s% y1 s4 K
9.   {
   ( R/ r1 j7 p1 I/ v% w3 i" j
10.         gAdcAdValue = Get_ADC_Value (ADC_Channel_1,10);   // 获取转换结果
    : k4 R: O! S5 X/ ?; U6 H# o; |
11.         gAdcVol = (gAdcAdValue / 0xFFF) * 3.3;   // 计算实际电压
    . T9 p  B4 L9 s- v" r8 w- j" s: }6 T. |
12.         printf ("Vol=%.1f V\r\n",gAdcVol);   // 串口打印结果
    9 H0 Y2 v  @, P4 y0 A
13.         
    
14.         delay_ms (500);   // 防止打印过快
    
15.     }
    
16. }

复制代码

2 C8 r/ B+ M5 m' p$ F
! Y) j0 J% A: e/ n3 B七、拓展
, D& s+ E4 u  ~5 i. n" S- N7.1 定时器触发ADC采集
根据中文参考手册介绍，ADC可以通过定时器触发AD转换（只有PWM的上升沿可以触发AD转换）。触发方式有以下几种
• TIM1_CH1 :定时器 1 的通道 1 的 PWM 触发
• TIM1_CH2 : 定时器 2 的通道 2 的 PWM 触发
7 @" N; l! `0 v• TIM1_CH3: 定时器 1 的通道 3 的 PWM 触发
. s) x, y6 ?  _6 ^• TIM2_CH2 : 定时器 2 的通道 2 的 PWM 触发
& |3 J+ g9 }7 A1 _& R• TIM3_TRGO: 定时器 3 触发
& U  `! K' Y7 d+ v! {: \4 W& ]/ A• TIM4_CH4 : 定时器 4 的通道 4 的 PWM 触发
  ^: w! Y0 H+ g- ]
/ F' p9 S# ^" ~0 Y! n5 C* M

ADC外部触发方式

7 W$ Z# ~# c( N2 a/ {" J7 H这里以TIM4的通道4触发ADC采集为例，给出程序配置。

& d# T' z7 m1 J+ s4 s- n! Y首先是定时器PWM的配置，不对引脚进行重映射。
9 J% G1 C% O) V- A+ v

1. /*
   2 h: b' }7 Z0 z, ~
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：TIM4_CH4_PWM_Init
   
4. *函数功能：初始化定时器4的PWM通道4
   
5. *输入参数：per：自动重装载值；psc：预分频系数
   
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   % H' P. ]( N$ Z( f
8. *==============================================================================
   
9. */
   
10. void TIM4_CH4_PWM_Init (u16 per,u16 psc)
      _$ z4 w) ~8 R& X3 }- M
11. {
    . r: T- v5 a- X/ c7 C8 c: N
12.     // 结构体定义
    
13.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    . A  _( x$ ~9 G' D
14.     TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
15.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
16.    
    
17.     // 开启时钟
    $ f6 b( t; I1 q/ i9 H' v
18.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    8 m4 n0 _, g, S( }+ R) ^7 Y
19.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
    
20.    
    
21.     // 初始化GPIO
    
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   // 复用推挽输出
    
25.     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    / L3 I. j" z8 z$ ^3 y; `
26.    
    
27.     // 初始化定时器参数
    
28.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = per;   // 自动装载值
    
29.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;   // 分频系数
    
30.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    
31.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   // 设置向上计数模式
    3 `; p8 z0 o1 v0 q6 v  O
32.     TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    
33.    
    
34.     // 初始化PWM参数
    
35.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;   // 比较输出模式
    
36.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;   // 输出极性
    
37.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;   // 脉冲宽度
    
38.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 输出使能
    
39.     TIM_OC4Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);   // 输出比较通道2初始化
    ) R% b4 v* V$ N( E' G
40.    
    2 e# G) {& u2 b8 t
41.     TIM_OC4PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Enable);   // 使能TIMx在 CCR2 上的预装载寄存器
    8 \4 _, t  O/ b" x' K" z8 }& ^. R
42.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM4,ENABLE);   // 使能预装载寄存器
    
43.    
    ; P# d7 x7 Y7 l/ }
44.     TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);   // 使能定时器
    ( c  E/ y' Q; r- v- j
45. }

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ADC配置程序如下，触发源选择TIM4的CH4，使能外部触发。
* [0 u1 Z- }2 M9 G0 t7 L; v

1. /*
   
2. *==============================================================================
   3 B9 x$ g: ~! C7 ~
3. *函数名称：ADC1_Init
   ; t$ T0 }4 \. S7 l- E6 P
4. *函数功能：初始化ADCx
   
5. *输入参数：无
   # d1 F, A0 A9 ]# t0 B. w
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   # I$ U# u5 ~+ i0 h1 ]! {
8. *==============================================================================
   
9. */
   / Z  Z% |% l3 S
10. void ADC1_Init(void)
    
11. {
    ! v" ~1 j1 D' ^2 H& ]! Z2 }- `
12.     // 结构体定义
    ; q' i7 k2 h9 {; G8 y
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ( N) ?, B8 }; o8 G
15.    
    
16.     // 开启时钟
    : }( g' n1 j! t/ P
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    / v5 r+ V' Q9 w* ~- ]
18.    
    , a! m% T% ]2 ^/ Y( K
19.     // 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    
20.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    
21.     // 规则通道配置
      V. c' W+ P& Z# C8 j+ Y
22.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
    
23.    
    # Z% r7 w5 Q/ `( J6 [4 t, ^7 q
24.     // GPIO配置
    4 y  t4 G! ]' K9 P- c5 u0 i; W
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    
26.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
      G" _' J% j+ C; p9 _9 L# E
27.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
28.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
29.    
    
30.     // ADC参数配置
    ! g+ [. @1 z  w% T2 F' B
31.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    # s& m8 j1 B' q# o
32.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    
33.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    
34.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T4_CC4;   // TIM2通道2触发
    , G' g" J9 t& x  e2 c
35.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    " h2 |! A6 S3 ^. }( q
36.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   // 1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
    
37.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    
38.    
    : R7 [$ h" H5 A+ k
39.     // 使能外部触发
    
40.     ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);
    + e# [) @, r. g+ @  i; q
41.    
    
42.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    
43.    
    ) K9 b# e, G0 n* ^  _7 }
44.     // ADC校准
    
45.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    3 }8 }2 F8 r6 w4 p
46.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    
47.    
    
48.     ADC_StartCalibration(ADC1);   // 开始指定ADC的校准状态
    9 g/ C' x# h2 D9 i( w# z
49.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    8 c1 Y  Y% i; K( w6 r0 U5 |
50. 
    
51.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
      ^. c  Q8 B6 ^
52. }

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main函数如下

1. u16 gAdcAdValue = 0;   // 存储AD值
   
2. float gAdcVol = 0;   // 实际电压值
   
3. 
   ' z3 D+ o5 |. g+ H/ ^* d, q
4. int main(void)
   & X- W$ d5 R$ C  Z3 G) [
5. {
   ; c" d4 m( [; b$ p  h
6.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
   
7.    
   : K( C- J3 q( _! D& T! H0 ~
8.     while(1)
   8 [: u+ h( T! Q
9.   {
   9 H6 z, X, R% c. V. x, ?- g( p
10.         gAdcAdValue = ADC_GetConversionValue (ADC1);   // 获取转换结果
    3 V6 b1 j3 O, `4 t* L) J
11.         gAdcVol = (gAdcAdValue / 0xFFF) * 3.3;   // 计算实际电压
    
12.         printf ("Vol=%.1f V\r\n",gAdcVol);   // 串口打印结果
    
13.         
    
14.         delay_ms (500);   // 防止打印过快
    
15.     }
    3 ?& e/ J  d  `& ~+ t5 W! N3 D
16. }

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初始化定PWM时，程序为

1. TIM4_CH4_PWM_Init(1000,71);   // 初始化TIM4的通道4

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分频系数为71 + 1，自动重装载值为1000，也就是1KHz的方波，也就是触发AD转换的频率为1KHz，与占空比无关。

& _* p2 S: f# g2 m
7.2 ADC采集交流信号
1 n) T7 v6 H0 z/ e# G7 k+ z, x/ l. CADC能够采集的电压范围是0~3.3V，也就是说负电压无法采集。比如，需要采集下图中的一个交流信号
, z3 S/ w$ O: H& j. e; x
% ~& }& _6 l% Y: L2 z  ~

; ?0 E4 H7 Q; P& `# G$ Y; ]

交流信号图

3 W+ |) V+ u1 L
9 N- E5 \" c" b* Y* Z
+ F0 `) r1 Q+ T( V1 B. B. m其位于0以下的部分是无法采集的。因此，在利用STM32采集交流信号时，在交流信号输入ADC引脚前，给交流信号增加一个直流偏置，将交流信号的最低点抬升到0以上，之后再输入ADC引脚。


7.3 计算交流信号有效值
" S1 x, ^0 y) |4 y' d+ ?ADC可以用于电流监测，实时监测主线路中的电流。当然，硬件方面需要搭配电流互感线圈，通过采集互感线圈两端的电压，来监测主线路电流。由于一般都是交流信号，所以需要计算有效值。

根据我们所学的知识，计算交流信号有效值常用两种方法。一种是峰峰值除以根号2，另一种是计算均方根得到有效值。通常我们采用计算均方根的方法来计算有效值。因为如果用峰峰值除以根号2去计算有效值，峰峰值很容易不准确。如果在某一个时刻，由于环境干扰或者硬件问题，导致突然出现了一个很大的值，会导致计算结果与实际偏差较大。关于为什么计算均方根可以得到交流信号的有效值，这里就不做介绍了，只给出部分程序设计。由于博主目前身边没有合适的设备验证，因此仅供参考。
* e6 u5 T" x4 T2 |: n; j
# Z' v# G0 l- t( V假设需要计算一个50Hz交流信号的的有效值，在其输入到ADC采集引脚之前，增加一个稳定的1.65V的偏置。ADC的采样频率为1KHz，也就是一个正弦波的周期可以采集20个点。假设采集到的AD值存储到一个数组中，计算有效值的程序设计如下
  @/ y% y7 E3 z; T" U% P, o

1. int gAdcAdValue[20];   // 存储采样结果AD值的数组
   
2. int gAdcValidValue = 0;   // 有效值
   
3. 
   : v0 O& D" q6 A* A/ b
4. void Med_Adc_ValidValueCal (void)
   1 W$ E+ R2 }! D* j9 X
5. {
   9 V4 {+ P6 H0 F& p
6.     int tempVar = 0;   // 循环变量
   
7.     int squarSum = 0;   // 平方和
   8 D( _" a9 z/ C/ B7 `: D. o
8.    
   + }4 {+ X' R/ V3 t) ]
9.     // 求平方和
   
10.     for (tempVar = 0;tempVar < 20;tempVar ++)
    
11.     {
    $ J9 m4 N; g0 n0 I* B
12.         // 减去直流偏置
    
13.         gAdcAdValue[tempVar] = gAdcAdValue[tempVar] - 2048;
    - e! @) Z1 F4 R; k- R
14.         // 计算平方和
    $ ~& x  m* n" ~
15.         squarSum = squarSum + gAdcAdValue[tempVar] * gAdcAdValue[tempVar];
    
16.     }
    
17.    
    & y' ?* c0 f- N; i# q
18.     // 求平均
    % ?3 Z; ^/ _3 d2 U! A
19.     squarSum = squarSum / 20;
    : h! }/ F! ^! y$ @) B( D4 h% M
20.    
    
21.     // 开根号得到均方根（有效值）
    ; h% Y, l4 u8 e' k% E3 r7 n, c
22.     gAdcValidValue = sqrt (squarSum);
    5 P6 ]/ P. v' O/ Z1 v
23. }

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在进行程序设计时需要注意不要超出数据类型范围。在实际应用时肯定会存在误差，这里也简单介绍一下误差消除方法。目前用到的有两种方法，第一种是分段矫正，在不同的区间内，误差满足线性关系时可以使用。另一种是按比例矫正，这种方法常用于误差随着测量值的增大而增大的情况。在计算出有效值后，减去或者加上一定比例的计算值来做矫正。

  n  d7 X* K# r* G

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. Y+ n$ w% ^& |