【经验分享】STM32H7学习继续(STM32H7系列9) ADC

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STMCU小助手发布时间：2021-12-19 17:00

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文章简介:	STM32H743xx 系列有 3 个 ADC，都可以独立工作

ADC性能参数
STM32H743xx 系列有 3 个 ADC，都可以独立工作，
其中 ADC1 和 ADC2 还可以组成双重模式（提高采样率）。
STM32H743 的 ADC 分辨率高达 16 位，
每个 ADC 具有多达 20 个的采集通道，
这些通道的 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 32 位数据寄存器中。
STM32H743 的 ADC 最大的转换速率为 4.5Mhz，也就是转换时间为 0.22us（12 位分辨率时），不要让 ADC 的时钟超过 36M，否则将导致结果准确度下降。

寄存器
1.ADC 通用控制寄存器（ADCx_COMMON_CCR，x=12 或3）
用于设置 ADC 时钟的预分频系数
由于 ADC 的输入时钟频率不能大于 36M

2.ADC 控制寄存器
BOOST 位，用于设置是否使用 BOOST 模式。当 BOOST=0 时，ADC 转换时钟必须小于20Mhz；当 BOOST=1 时，ADC 转换时钟必须大于 20Mhz。我们设置的 32M 的 ADC 转换时钟，
因此该位必须设置为 1。
ADCALLIN 位，用于设置线性 ADC 校准。设置该位为 1，可以设置 ADC 的校准模式为线
性校准。
ADEN 位，用于使能 ADC 转换器。需要设置该位为 1，ADC 才可以正常工作。
ADSTART 位，用于启动 ADC 规则通道的转换序列。当使用硬件触发时（EXTEN[1:0]!=0），
设置该位为 1，必须在相应的硬件触发事件产生时，才会启动 ADC 转换。而当不使用硬件触发
时（EXTEN[1:0]=0），设置该位为 1 则可以立即启动 ADC 转换。
ADCAL 位，用与控制/读取 ADC 校准状态。设置该位为 1 时，可以启动 ADC 校准，等校
准完成以后，硬件会自动清零该位。因此在设置改位为 1 以后，通过判断该位是否变为 0，即
可判断校准是否完成。
ADC 配置寄存器（ADCx_CFGR）
RES[2:0]位，用于设置 ADC 转换的分辨率：0，16 位；1，14 位；2，12 位；3，10 位；4，8 位；其他值：保留。本章我们使用 16 位分辨率，因此设置这 3 个位全 0 即可。
EXTEN[1:0]位，用于设置规则通道的外部触发方式和极性。本章我们使用软件触发，因此
设置 EXTEN[1:0]=00，即禁止外部触发即可。
OVRMOD 位，用于设置是否使能覆写功能。当设置该位为 0 时，如果上一次转换的数据
未及时读取，新的转换结果将被丢弃；当设置该位为 1 时，如果上一次转换的数据未及时读取，
将会被新的结果覆盖。本章，我们设置该位为 1。
CONT 位，用于设置转换模式。当 CONT=0 时，表示单次转换模式；当 CONT=1 时，表
示连续转换模式。本章，我们设置该位为 0。

1.ADC 配置寄存器 2（ADCx_CFGR2）
OSR[9:0]位，用于设置 ADC 的过采样率。OSR[9:0]=0~1023，表示 1x~1024x 过采样。本
章，我们不使用过采样，设置 OSR[9:0]=0 即可。
LSHIFT[3:0]位，用于设置输出结果的左移位数，0~15 表示左移 0~15 位。本章不使用左右
（数据右对齐），因此设置 LSHIFT[3:0]=0 即可。

2.ADC 规则序列寄存器 1（ADCx_SQR1）0 i: I+ z! a- G" _* H; O. @
3.ADC 采样时间寄存器 2
用于设置 ADC 通道 10~19 的采样时间。对于每个要转换的通道，采样时间建议
尽量长一点，以获得较高的准确度，但是这样会降低 ADC 的转换速率。ADC 的转换时间可以
由以下公式计算：
Tcovn=采样时间+7.5 个周期
其中：Tcovn 为总转换时间，采样时间是根据每个通道的 SMP 位的设置来决定的。例如，
当 ADCCLK=32Mhz 的时候，并设置 8.5 个周期的采样时间，则得到：Tcovn=8.5+7.5=16 个周
期=0.5us。

4.ADC 通道预选寄存器（ADCx_PCSEL）
该寄存器用于控制 ADC 具体某个输入通道和对应 IO 的连接，相当于在 ADC 输入和 IO 之间，加了一个开关，想要正常使用某个通道，则必须设置对应的 PCSELy 位为 1（y=0~19），否则无法得到对应 IO 口的正常电压。注意：在 STM32H7 之前的的其他 STM32 芯片上面，是没有的，该寄存器的存在，有利于隔离 ADC 和 IO 的隔离。
举个简单的例子，在 STM32H7 上面，即便是 ADC 通道对应的 IO 口，只要不使用 ADC
功能（PCSEL 不设置为 1），那么该 IO 口就可以兼容 5V，但是在 STM32H7 之前的其他 STM32
芯片上面，ADC 所在的 IO 口，都不能做 5V 兼容。

5.ADC 规则序列数据寄存器(ADCx_DR)
规则序列中的AD转化结果都将被存在这个寄存器里面，我们读取该寄存器，即可得到ADC
转换后的结果，

6.ADC 中断与状态寄存器（ADCx_ISR）
这里我们仅介绍将要用到的是 EOC 位，我们通过判断该位来决定是否此次规则通道的 AD
转换已经完成，如果该位位 1，则表示转换完成了，就可以从 ADCx_DR 中读取转换结果，否
则等待转换完成。

步骤
1）开启 PA 口时钟和 ADC1 时钟，设置 PA5 为模拟输入。
2）初始化 ADC，设置 ADC 时钟分频系数，分辨率，模式，扫描方式，对齐方式等信息。
3）开启 AD 转换器。
4）配置通道，读取通道 ADC 值。
5) 这里还需要说明一下 ADC 的参考电压，阿波罗 STM32H7 开发板使用的是 STM32H743IIT6，该芯片只有 Vref+参考电压引脚，Vref+的输入范围为：1.8~VDDA。阿波罗 STM32H7 开发板通过 P5 端口，来设置 Vref+的参考电压，默认的我们是通过跳线帽将 ref+接到 3.3V，参考电压就是 3.3V。如果大家想自己设置其他参考电压，将你的参考电压接在 Vref+上就 OK 了（注意要共地）。本章我们的参考电压设置的是 3.3V。

视频笔记
分辨率: 电压等分,2的多少次方
虚短虚断[百度]
2分频–就是频率除以2
注入通道无法连续转换
单次转换:只转换一次, 连续转换:多次单次转换合在一起,扫描模式:一组通道按顺序循环转换