一、什么是ADC
ADC（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。
; v6 c2 N9 o% Y$ X* ~
$ {4 m- _0 V% `% E二、ADC的用途
; \" G# d5 V& a  pADC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。

; `, S: w, V  M; o+ ~三、STM32F103ZET6的ADC
% K' c9 Z3 }& F2 ~$ |# M* I# j2 E6 L9 o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。


3 u6 M; ]& E2 U. L) e- j- x3.1 ADC通道对应引脚
5 d  k  O* D/ }8 o0 ]+ S: f. _" ^STM32F103ZET6的ADC各通道对应IO如下


; T3 w9 H. z& @6 f3 l   
3.2ADC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

5 ]# r9 ]& f5 B可选的分频因子有

1. #define RCC_PCLK2_Div2                   ((uint32_t)0x00000000)
   
2. #define RCC_PCLK2_Div4                   ((uint32_t)0x00004000)
   
3. #define RCC_PCLK2_Div6                   ((uint32_t)0x00008000)
   
4. #define RCC_PCLK2_Div8                   ((uint32_t)0x0000C000)

复制代码

* o4 J/ X" n3 Z" a4 O/ CAPB2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。
) o' u: p  ~/ P. q5 Z3 s
3.3 ADC工作模式
+ z- S# G% M  d根据中文参考手册介绍，STM32F1的ADC有三种工作模式
) e  b' j; k7 S9 ]• 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。

; Y. D" G, S# f/ P5 V0 W• 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。

• 扫描模式

, ]; w. A: z1 I/ C5 t! z
33.4 ADC转换时间
: T+ ~% T  u/ eADC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

1. #define ADC_SampleTime_1Cycles5                    ((uint8_t)0x00)
   ( U* f, J% k4 q6 W4 g; p$ F* I
2. #define ADC_SampleTime_7Cycles5                    ((uint8_t)0x01)
   9 A2 m* q( `2 R& a8 A
3. #define ADC_SampleTime_13Cycles5                   ((uint8_t)0x02)
   
4. #define ADC_SampleTime_28Cycles5                   ((uint8_t)0x03)
   8 G) @8 A2 e, `: \4 g
5. #define ADC_SampleTime_41Cycles5                   ((uint8_t)0x04)
   6 h  A5 s9 N# v, [9 v" P
6. #define ADC_SampleTime_55Cycles5                   ((uint8_t)0x05)
   & U# q/ L9 F+ m7 P
7. #define ADC_SampleTime_71Cycles5                   ((uint8_t)0x06)
   ; I& b: [, V/ Q: X
8. #define ADC_SampleTime_239Cycles5                  ((uint8_t)0x07)

复制代码

- N7 c, u9 Q( {/ }3.5 ADC校准
' l0 b- c( w4 l+ S: ]% G: K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.    
   
4.     ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC的校准状态
   
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
. E" |4 c# Q4 a  H/ A* `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。

( j( v) l) A4 |! ^; H. c实际电压 = (AD值 / 4095) * 3.3。单位为伏特（V）


四、ADC配置步骤
• 使能GPIO时钟和ADC时钟，设置引脚为模拟输入
$ C9 F5 @" I- s8 [) @• 设置ADC的分频因子
• 初始化ADC参数，包括ADC工作模式，规则序列等
• 使能ADC并校准
8 f- \; H. @+ Q; r/ v• 触发AD转换，读取AD转换值
; p% _: E' c7 v8 y9 ]
; \" O5 P# T7 l5 ^
/ {2 J' K4 Q- O五、ADC配置程序
55.1 ADC初始化程序
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
   % }- |$ D3 j$ b; j) \2 L1 r
4. *函数功能：初始化ADCx
   
5. *输入参数：无
   6 ^2 w; ?; u5 C* b0 F
6. *返回值：无
   ) u1 r# Q% l; r  s7 f  A
7. *备  注：无
   & J+ O3 I6 k$ V
8. *==============================================================================
   
9. */
   6 B9 r4 q/ K' K" Q
10. void ADC1_Init(void)
    3 Z3 ?5 f8 ?) x8 \
11. {
    0 U. A4 |  |; `6 n) S# W
12.     // 结构体定义
    7 R' q( @8 \7 m) k
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    9 K6 A8 e' g' P$ @3 V
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    0 a, k9 m. G- O- h  \
15.    
    
16.     // 开启时钟
    
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    5 J- K7 b- x# A/ z
18.    
    
19.     // 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    & ]8 A1 Q. S- s# {4 R6 O5 B6 e) S
20.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    
21.    
    # |7 U% U1 u. Y4 T% [) Z1 p: M6 X
22.     // GPIO配置
    8 k8 f9 }7 h- @
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    # E% Z2 w3 m' w1 S4 f6 b6 |
26.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    . s" H) N1 G2 D0 S  r
27.    
    ! j" q/ x1 Q# o2 s
28.     // ADC参数配置
    & C: j# J% b. a8 o$ B$ A* R4 h
29.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    " l! B2 j" w6 Y% d+ h. a
30.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    
31.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    
32.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;   // 禁止触发检测，使用软件触发
    % l' J# z. I/ c- a* N4 }
33.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
      G) M4 V( h4 h; N' g$ 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
    ) ^( k, @3 ?- L% U
35.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    0 t0 d$ y$ g# w5 N" A# G. g
36.    
    5 u: @3 g9 a0 y! v$ s2 t
37.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    
38.    
    
39.     // ADC校准
    
40.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    
41.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    
42.    
    0 v* I+ }) ]4 h/ E
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
    
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
    : k; _: Y1 k1 E+ V! d
47. }

复制代码

3 Z& G1 h8 w. C6 K1 L5.2 软件触发AD转换
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

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

1. uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)

复制代码

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

1. /*
   2 L* E& h6 ]2 O4 a' W. I/ N
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：Get_ADC_Value
   
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
   
6. *返回值：无
   
7. *备  注：该函数配置好后，返回的结果是N次后的平均值
   
8. *==============================================================================
   6 x1 O. t/ }  S' p/ d. I- W
9. */
   
10. u16 Get_ADC_Value(u8 ch,u8 times)
    
11. {
    3 j$ ?3 X* r' A. K" e
12.     u32 temp_val = 0;
    ! Y0 m3 B# ]$ [/ Z( P9 l6 m* |
13.     u8 t;
    % B: x5 c2 b' f0 O1 H0 j
14.     // 设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
    
15.     // ADC1,ADC通道,239.5个周期,提高采样时间可以提高精确度
    $ T3 G5 w1 H- q" T
16.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);      
    
17.    
    $ `8 \8 n9 p/ D8 N4 o+ k0 C4 w
18.     for(t=0;t<times;t++)
    
19.     {
    2 q" D" D! l4 Z
20.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能指定的ADC1的软件转换启动功能
    4 K8 u- [2 y! g0 ]5 I
21.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));   // 等待转换结束
    6 _: E, C7 _' z- T% I3 o) E
22.         temp_val+=ADC_GetConversionValue(ADC1);
    - f& A4 p# E) f2 k6 U
23.         delay_ms(5);
    9 |0 [3 t/ d* [; W
24.     }
    
25.     return temp_val/times;
    : Q/ a! }9 c3 ^5 Q: W
26. }

复制代码

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。

6.1 ADC初始化
6 e$ K, i5 \# `" g3 n

1. /*
   6 C$ H( ^7 P* ^3 W8 M6 L0 l
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：ADC1_Init
   # R3 Q$ {" V5 ]
4. *函数功能：初始化ADCx
   
5. *输入参数：无
   , d) Z2 W$ v2 h9 `/ G
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   
8. *==============================================================================
   $ w& ^6 {- I0 D% {; l& m
9. */
   
10. void ADC1_Init(void)
    
11. {
    ' T+ V" o3 T9 O; a
12.     // 结构体定义
      e  W3 R. k- E' X, \7 y  D
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    , ?+ Y! w5 Q  {! }8 b7 A3 ~
15.    
    , T$ o6 p0 X1 E
16.     // 开启时钟
    
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    5 {+ ^/ K4 d9 R4 N+ ]: H' }% v. U0 W; w
18.    
    0 V' J" W$ C* r
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);
    ) z, e, {: [/ Z
21.    
    
22.     // GPIO配置
    ( r% v. }& h/ m# ?- f+ H% j
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    " D; b' a; O, }1 }
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    - {5 ~, ]0 ]7 n. r& l7 c3 _. g# [
26.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    - h. A* D8 h6 U2 _, E
27.    
    4 F4 l( I0 r; n5 r
28.     // ADC参数配置
    
29.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    
30.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    ' Y' u) I' v, c+ p$ V+ S. C; k
31.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    ; z" h* F. A! O$ O; r
32.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;   // 禁止触发检测，使用软件触发
    , H) t/ {8 q% M- b7 |0 X6 `
33.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    " N3 K, O8 w/ {- R! W
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
    2 A0 A4 a5 K) G& z
35.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    
36.    
    
37.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    
38.    
    7 y1 J* L- K1 t/ B" f
39.     // ADC校准
    - I+ f  z: i# h& f# Y+ w. M7 B
40.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    
41.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    
42.    
    ; ~2 j* X: ]$ w' K
43.     ADC_StartCalibration(ADC1);   // 开始指定ADC的校准状态
    4 x. l% L. X- w( k  |* c2 z" {( @( u
44.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    
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
    5 Y1 Q- U3 R; }4 g: r- K
47. }

复制代码

) Q1 l. h/ u/ V5 z2 \
6.2 main函数
2 T" E! f5 q# V, i1 t

1. u16 gAdcAdValue = 0;   // 存储AD值
   6 \2 }& H' Y; X( Q& w+ G: j" A
2. float gAdcVol = 0;   // 实际电压值
   * J$ K' k6 t4 g1 g5 A% S( A7 v
3. 
   
4. int main(void)
   
5. {
   * s+ W* _' W& _7 l! L9 w1 [9 W
6.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
   ' P0 j4 `& v/ r# ]3 S1 X
7.    
   
8.     while(1)
   * l& F. e7 H3 g( h$ N
9.   {
   % Z4 Y5 h& i7 r, O/ U7 a+ N
10.         gAdcAdValue = Get_ADC_Value (ADC_Channel_1,10);   // 获取转换结果
    $ w; w$ x+ C7 E/ N
11.         gAdcVol = (gAdcAdValue / 0xFFF) * 3.3;   // 计算实际电压
    8 }2 p; o' a( I' I
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.     }
    2 d/ P+ i% a8 i% q( l, h8 r6 S* J
16. }

复制代码

七、拓展
7.1 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
; p$ ]" ]; W! f• 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
/ N$ u/ T( A. a• TIM1_CH3: 定时器 1 的通道 3 的 PWM 触发
• TIM2_CH2 : 定时器 2 的通道 2 的 PWM 触发
" o" G9 f! l3 E  G• TIM3_TRGO: 定时器 3 触发
• TIM4_CH4 : 定时器 4 的通道 4 的 PWM 触发
3 Z% }& R& H/ |+ C
+ G( ^: g" f. ]3 W- P4 C0 s

ADC外部触发方式

) ]; r9 s$ t4 B5 Q* h. k
7 M# N$ G& p8 T# Z( |这里以TIM4的通道4触发ADC采集为例，给出程序配置。
/ @; z; u$ F8 G& e
3 M" p, s) v) P9 n0 t  r, _2 u首先是定时器PWM的配置，不对引脚进行重映射。
/ V8 k" W  j+ O5 s6 R1 ~8 M

1. /*
   5 z8 c# S. m* {( _& J
2. *==============================================================================
   + N: C' m* j9 p; n
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
   5 b& X" {6 `+ x8 V; P
6. *返回值：无
   ! L" T  I5 h# ~6 P( ^$ G. x! C9 s( L
7. *备  注：无
   . b$ W- T" E3 e6 S4 t! T' n9 u; m
8. *==============================================================================
   * n( N1 }" A7 n# |8 a$ d  @& Z  X
9. */
   % g! n1 @) h' [9 N2 g1 ^
10. void TIM4_CH4_PWM_Init (u16 per,u16 psc)
    
11. {
    $ t# e% W* _, o) F
12.     // 结构体定义
    
13.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
      |( a) d2 s. O# E3 O4 u
14.     TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    3 G$ a3 u; \$ Y0 s+ G
15.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
16.    
    
17.     // 开启时钟
    
18.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    * t4 E, \' b0 Z; n1 ^# Q' O
19.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
    $ N: P5 @4 }3 p. u/ ]6 ?
20.    
    ( ^7 a) T1 Z  }4 O
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);
    ) n) M& J* J. O  K
26.    
    ) w3 E" g" p, u8 c
27.     // 初始化定时器参数
    : i( w% e+ V. V8 J4 v, l5 i
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
    $ K5 }$ ~8 B5 c  O* F! ]2 X  H
32.     TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    - O$ E* ?5 M5 I. p$ ^0 L, y' h. m
33.    
    ) @! l- Q) v4 ?  t' b, F
34.     // 初始化PWM参数
    ) r# _! H5 z% N4 Q7 \/ V
35.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;   // 比较输出模式
    9 z8 {5 Z( a( K  l% K3 D% m' g
36.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;   // 输出极性
    
37.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;   // 脉冲宽度
    + f1 M6 t/ {: U2 [% e9 G  E
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
    , t! O: f* ^1 f1 y* m
40.    
    
41.     TIM_OC4PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Enable);   // 使能TIMx在 CCR2 上的预装载寄存器
    + P$ E* l" B5 M: R5 g; }2 ~
42.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM4,ENABLE);   // 使能预装载寄存器
    
43.    
    . H3 |9 @: S4 K: z& ^/ m& G! c
44.     TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);   // 使能定时器
    
45. }

复制代码

ADC配置程序如下，触发源选择TIM4的CH4，使能外部触发。
+ v* V" ?) K) x$ B( {$ R

1. /*
   # K+ B( d1 B5 z- o' D9 ]
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：ADC1_Init
   
4. *函数功能：初始化ADCx
   . V( T4 u% g/ q$ s  ~" v
5. *输入参数：无
   
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   ! I5 R$ ]" G8 C! |- O7 N
8. *==============================================================================
   3 y9 q  y6 ]" r* D9 f! O- H
9. */
   ! ~4 Q: p9 P4 l* P2 h% \& [
10. void ADC1_Init(void)
    % y* R# ^$ T! Q5 n5 S
11. {
    + V& v: o+ ]: H7 I! x' U5 i
12.     // 结构体定义
    
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    * J4 y2 P& |8 g4 f$ _
15.    
    
16.     // 开启时钟
    
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    
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);
    9 m# j8 C  m3 |3 o& c
21.     // 规则通道配置
    3 ~/ ^% j, J  O' T! B4 ?  X
22.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
    
23.    
    
24.     // GPIO配置
    
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    
26.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    : V" X9 ~6 W4 [- X( Z( F
27.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
28.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    9 ^9 r% |" P1 e
29.    
    + J2 s/ O6 I/ }) T' k
30.     // ADC参数配置
    # t6 ^3 O) {* e
31.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    - u' e8 l0 ^% M. Q
32.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    ! ?- \( L% U+ [
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
    
35.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    
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
    " n( U( g4 A& u5 f
37.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    
38.    
    
39.     // 使能外部触发
    
40.     ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);
    : T7 h) [/ P. i, L. _0 G# ]
41.    
      N  b( E7 O4 r0 _  ~
42.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    ( x8 N( J8 V3 I6 Z6 _
43.    
    ' V) R6 f1 W1 ?1 p3 s/ Q
44.     // ADC校准
    4 M, S$ _: ~8 N; s6 ~
45.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    , ^& T8 L, Q. a' d0 T2 m0 a/ I( S
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
    
49.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    
50. 
      n: P) l6 w  k  ^$ P% x
51.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
    
52. }

复制代码

; O% H2 O' c: E( T2 lmain函数如下
0 _, _3 X1 o8 o

1. u16 gAdcAdValue = 0;   // 存储AD值
   6 M1 ^% t% O. ]. `8 i
2. float gAdcVol = 0;   // 实际电压值
   
3. 
     @6 D$ o8 I' q& q
4. int main(void)
   
5. {
   
6.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
   + Y5 s6 `& R3 S1 g" D1 k
7.    
   
8.     while(1)
   6 {) E4 Y; t3 q  }4 R
9.   {
   0 c7 `4 P9 D5 g1 e; ]: R
10.         gAdcAdValue = ADC_GetConversionValue (ADC1);   // 获取转换结果
    8 `% W6 b2 j8 u* \0 g9 v
11.         gAdcVol = (gAdcAdValue / 0xFFF) * 3.3;   // 计算实际电压
    9 J' G) l! w' ]# {3 l2 N5 s8 \
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
    . g% f6 t' h. L7 v: z! ?( m, z
15.     }
    3 B2 g" E: \  |5 \* a
16. }

复制代码

9 G: F, Z1 N" ?/ Y/ i. ]5 K初始化定PWM时，程序为
6 u9 ?5 O' F" H6 B% E

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

复制代码

; e- \: k* Y  W6 [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。
9 a6 b! \, {/ u$ e# w3 a0 r

" F6 g5 D2 m. x4 c7.2 ADC采集交流信号
" ?) F, ?* h7 `* @' v7 y* _/ V0 V" sADC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

1 V6 |% U  {( a

. Q% a$ R9 x2 E2 ?/ Q

交流信号图

- T- y/ b9 b3 V6 x

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。


. A2 |; s- p- N3 v7.3 计算交流信号有效值
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。
) U& P* X& h! Z' k: R1 M5 y+ |
& ~' S3 n* Y% z& A4 F4 [( J+ r1 p9 ?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。
/ F9 v- O# R3 J+ G1 T1 K
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
; K& n* q6 K6 ]3 b7 d

1. int gAdcAdValue[20];   // 存储采样结果AD值的数组
   
2. int gAdcValidValue = 0;   // 有效值
   , Z# \$ v& u1 h2 G0 ~; A+ |! C0 T
3. 
   
4. void Med_Adc_ValidValueCal (void)
   
5. {
   ' G. w7 j1 O) ^( `) s! {
6.     int tempVar = 0;   // 循环变量
   
7.     int squarSum = 0;   // 平方和
   , Q$ A9 T0 n# V$ y8 V  x5 g8 C+ z
8.    
   
9.     // 求平方和
   4 [0 F0 i) G1 i: }  \
10.     for (tempVar = 0;tempVar < 20;tempVar ++)
    
11.     {
    
12.         // 减去直流偏置
    
13.         gAdcAdValue[tempVar] = gAdcAdValue[tempVar] - 2048;
    
14.         // 计算平方和
    ; r0 k8 {7 a; `7 X* a
15.         squarSum = squarSum + gAdcAdValue[tempVar] * gAdcAdValue[tempVar];
    
16.     }
    
17.    
    : o8 f; @# u$ `
18.     // 求平均
    
19.     squarSum = squarSum / 20;
    
20.    
    * ~* b6 K4 Q1 ?! L! E* n
21.     // 开根号得到均方根（有效值）
    
22.     gAdcValidValue = sqrt (squarSum);
    
23. }

复制代码

, Y2 V7 Z0 G* a  ^8 ]1 ?0 H5 Q: X$ s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。



转载自： 二土电子
# C" R. a! i3 m, w( W如有侵权请联系删除