01. ADC简介

12 位 ADC 是逐次趋近型模数转换器。它具有多达 19 个复用通道，可测量来自 16 个外部源、两个内部源和 V BAT 通道的信号。这些通道的 A/D 转换可在单次、连续、扫描或不连续采样模式下进行。ADC 的结果存储在一个左对齐或右对齐的 16 位数据寄存器中。ADC 具有模拟看门狗特性，允许应用检测输入电压是否超过了用户自定义的阈值上限或下限。

02. ADC主要特性

● 可配置 12 位、10 位、8 位或 6 位分辨率
+ ^: d1 K' B" Q* y+ i/ J/ r/ l& x' ^● 在转换结束、注入转换结束以及发生模拟看门狗或溢出事件时产生中断
0 @8 c) N  [, C, `● 单次和连续转换模式
# M. k( G# k, G+ ^* V6 S! C● 用于自动将通道 0 转换为通道“n”的扫描模式
) N4 X% |3 a* Y) K" A# Y● 数据对齐以保持内置数据一致性
4 }% K: z4 I8 y● 可独立设置各通道采样时间
& ~2 z; A- `; i- Z0 d6 Y) ]2 p● 外部触发器选项，可为规则转换和注入转换配置极性
; D- x, j! c$ x2 p7 X' e● 不连续采样模式
● 双重/三重模式（具有 2 个或更多 ADC 的器件提供）
' d, `% @) g$ B, t$ o& K● 双重/三重 ADC 模式下可配置的 DMA 数据存储
● 双重/三重交替模式下可配置的转换间延迟
● ADC 转换类型（参见数据手册）
% ~# D1 I) t8 Z1 Y* f● ADC 电源要求：全速运行时为 2.4 V 到 3.6 V，慢速运行时为 1.8 V
● ADC 输入范围：V REF—  V IN  V REF+
● 规则通道转换期间可产生 DMA 请求

注意： V REF— 如果可用（取决于封装），则必须将其连接到 V SSA 。

+ K0 k# i) B' |. y8 K" b

03. ADC功能说明

框图

1 j5 k; W" d1 [  Z+ ^8 g' ~. \

5 m, x( c, ^3 M4 ?. x

04. ADC开关控制
0 z1 r) A' i1 `3 {. U

可通过将 ADC_CR2 寄存器中的 ADON 位置 1 来为 ADC 供电。首次将 ADON 位置 1 时，会将 ADC 从掉电模式中唤醒。

SWSTART 或 JSWSTART 位置 1 时，启动 AD 转换。

可通过将 ADON 位清零来停止转换并使 ADC 进入掉电模式。在此模式下，ADC 几乎不耗电（只有几 μA）

6 ?& E% o6 x( K  v- c; r" {( H

05. ADC时钟

ADC 具有两个时钟方案：
+ q! L" R9 c* p/ F+ C9 M4 W' U5 r● 用于模拟电路的时钟：ADCCLK，所有 ADC 共用
- V! y7 c% ?8 m  D: o5 E7 H! B此时钟来自于经可编程预分频器分频的 APB2 时钟，该预分频器允许 ADC 在 f PCLK2 /2、/4、/6 或 /8 下工作。有关 ADCCLK 的最大值，请参见数据手册。
● 用于数字接口的时钟（用于寄存器读/写访问）
7 G" A' X5 W( x5 e$ @7 h此时钟等效于 APB2 时钟。可以通过 RCC APB2 外设时钟使能寄存器 (RCC_APB2ENR)分别为每个 ADC 使能/禁止数字接口时钟。

$ m& \% A5 ]) Q5 u& H  u

0 A1 G- |, t6 E

06. 通道选择
- J0 H- Y: S! V2 h8 `

有 16 条复用通道。可以将转换分为两组：规则转换和注入转换。每个组包含一个转换序列，该序列可按任意顺序在任意通道上完成。例如，可按以下顺序对序列进行转换：ADC_IN3、ADC_IN8、ADC_IN2、ADC_IN2、ADC_IN0、ADC_IN2、ADC_IN2、ADC_IN15。

● 一个 规则转换组最多由 16 个转换构成。必须在 ADC_SQRx 寄存器中选择转换序列的规则通道及其顺序。规则转换组中的转换总数必须写入 ADC_SQR1 寄存器中的 L[3:0] 位。
( G' B4 C4 B; `0 w2 }● 一个 注入转换组最多由 4 个转换构成。必须在 ADC_JSQR 寄存器中选择转换序列的注入通道及其顺序。注入转换组中的转换总数必须写入 ADC_JSQR 寄存器中的 L[1:0] 位

如果在转换期间修改 ADC_SQRx 或 ADC_JSQR 寄存器，将复位当前转换并向 ADC 发送一个新的启动脉冲，以转换新选择的组。

温度传感器、V REFINT 和 V BAT 内部通道

● 对于 STM32F40x 和 STM32F41x 器件，温度传感器内部连接到通道 ADC1_IN16。内部参考电压 VREFINT 连接到 ADC1_IN17。
● 对于 STM23F42x 和 STM32F43x 器件，温度传感器内部连接到与 VBAT 共用的通道ADC1_IN18。一次只能选择一个转换（温度传感器或 VBAT）。同时设置了温度传感器和 VBAT 转换时，将只进行 VBAT 转换。

内部参考电压 VREFINT 连接到 ADC1_IN17。
0 b8 `/ r2 v6 l+ QV BAT 通道连接到通道 ADC1_IN18。该通道也可转换为注入通道或规则通道。
注意： 温度传感器、 V REFINT 和 V BAT 通道只在主 ADC1 外设上可用。

" O) T* [# r  ?( [& c6 d1 t/ U

07. 转换模式
; r/ Q8 A3 j4 ^" Y

! o4 m# U6 ?# V* d8 l

单次转换模式

在单次转换模式下，ADC 执行一次转换。CONT 位为 0 时，可通过以下方式启动此模式：
● 将 ADC_CR2 寄存器中的 SWSTART 位置 1（仅适用于规则通道）
● 将 JSWSTART 位置 1（适用于注入通道）
. k( _2 a- [* i2 k● 外部触发（适用于规则通道或注入通道）

完成所选通道的转换之后：
% D5 J+ m& |% l5 b: E* H* ]3 _● 如果转换了规则通道：
— 转换数据存储在 16 位 ADC_DR 寄存器中
— EOC（转换结束）标志置 1
— EOCIE 位置 1 时将产生中断
6 ]7 H& ]; r# a# k- U; s● 如果转换了注入通道：
— 转换数据存储在 16 位 ADC_JDR1 寄存器中
- T$ i3 v" R; h! s8 G( Q— JEOC（注入转换结束）标志置 1
— JEOCIE 位置 1 时将产生中断
7 n9 }1 q; v- g. W然后，ADC 停止。

连续转换模式

在连续转换模式下，ADC 结束一个转换后立即启动一个新的转换。CONT 位为 1 时，可通过外部触发或将 ADC_CR2 寄存器中的 SWSTRT 位置 1 来启动此模式（仅适用于规则通道）。

每次转换之后：
● 如果转换了规则通道组：
) \* m2 R" z3 P0 w6 P# U5 F— 上次转换的数据存储在 16 位 ADC_DR 寄存器中
; M/ g" o# p1 q— EOC（转换结束）标志置 1
0 p) v: y& a9 r3 h— EOCIE 位置 1 时将产生中断

温馨提示

无法连续转换注入通道。连续模式下唯一的例外情况是，注入通道配置为在规则通道之后自动转换（使用 JAUTO 位），请参见自动注入一节

08. 时序图
0 L% ?( v  ^" H6 L8 g8 p  v

09. 扫描模式
* B, h6 I% L$ J. l9 f: ]1 W7 Q
0 r0 E% u0 q: z# P) c  K. |

此模式用于扫描一组模拟通道。
: o, I( ?2 d2 G: Q1 ]6 m7 _通过将 ADC_CR1 寄存器中的 SCAN 位置 1 来选择扫描模式。将此位置 1 后，ADC 会扫描在 ADC_SQRx 寄存器（对于规则通道）或 ADC_JSQR 寄存器（对于注入通道）中选择的所有通道。为组中的每个通道都执行一次转换。每次转换结束后，会自动转换该组中的下一个通道。如果将 CONT 位置 1，规则通道转换不会在组中最后一个所选通道处停止，而是再次从第一个所选通道继续转换。

如果将 DMA 位置 1，则在每次规则通道转换之后，均使用直接存储器访问 (DMA) 控制器将转换自规则通道组的数据（存储在 ADC_DR 寄存器中）传输到 SRAM。

在以下情况下，ADC_SR 寄存器中的 EOC 位置 1：
) f. D! _, T( e9 w; H● 如果 EOCS 位清零，在每个规则组序列转换结束时
1 }2 ]: l% t$ v$ x% B% V● 如果 EOCS 位置 1，在每个规则通道转换结束时
" ]# S+ ?( F& L9 X  J* Q4 \9 R从注入通道转换的数据始终存储在 ADC_JDRx 寄存器中。

4 E& _0 W0 J2 L4 M! J: g. D6 E

10. 数据对齐
4 L$ ]% \+ E) C* ]

ADC_CR2 寄存器中的 ALIGN 位用于选择转换后存储的数据的对齐方式。可选择左对齐和右对齐两种方式，如 图 38 和 图 39 所示

注入通道组的转换数据将减去 ADC_JOFRx 寄存器中写入的用户自定义偏移量，因此结果可以是一个负值。SEXT 位表示扩展的符号值。

对于规则组中的通道，不会减去任何偏移量，因此只有十二个位有效。
9 K9 b# ~( H( s. F

# [4 q+ [& K0 ]
: K8 n: b8 e% j' [

11. 寄存器11.1ADC 状态寄存器 (ADC_SR)

ADC status register
0 O' B- B8 m0 F' r偏移地址：0x00
复位值：0x0000 0000

3 g* N0 t5 g$ D6 d$ K: C1 }! K

11.2 ADC 控制寄存器 1 (ADC_CR1)
6 Q. j9 Z/ C. t5 b; m

ADC control register 1
偏移地址：0x04
1 g, j- J5 H4 s$ _2 }复位值：0x0000 0000

11.3 ADC 控制寄存器 2 (ADC_CR2)

ADC control register 2
+ \* H' s5 A9 q! K+ u+ w7 J偏移地址：0x08
复位值：0x0000 0000
5 X) S- T- }( @/ I# v

! d5 y1 {8 `8 W/ ?7 ?3 s, ^

                                                      

$ J9 k$ G2 W2 V: o; \
1 B9 h. W( A, ]+ `

% h+ \7 G4 I' A2 \! V, c

11.4 ADC 采样时间寄存器 1 (ADC_SMPR1)

; [" R, P" [# \; t1 X" D

ADC sample time register 1
偏移地址：0x0C
1 l. t. s8 C& R# Y复位值：0x0000 0000
: e: f3 u1 W) i% U2 i! P5 H& H

0 l* |: _$ Y' H1 r/ k! }0 U

11.5 ADC 采样时间寄存器 2 (ADC_SMPR2)
* A1 y7 Y. g9 }; z) n6 j

ADC sample time register 2
偏移地址：0x10
6 b  _" M  n% u6 r5 h! M4 h复位值：0x0000 0000
! n0 y- Y% o' h4 T7 l# w9 @. n

& a! P8 u/ L: V
% U0 w/ ]0 c: n$ r' y
6 V8 P4 C1 ~+ [' L" L; ?. [7 S- i8 R

11.6 ADC 注入通道数据偏移寄存器 X (ADC_JOFRx)(x=1…4)

) |* J- B2 H8 ^4 H  O5 q, B# ^% F

ADC injected channel data offset register x
  p7 F/ ~) p! X偏移地址：0x14-0x20
复位值：0x0000 0000

1 x- G/ x4 Z7 {1 Y* V

( s$ F$ M% b8 ?9 M5 o

11.7 ADC 看门狗高阈值寄存器 (ADC_HTR)
9 ]4 Y& o% k1 V0 I) U& F: [

ADC watchdog higher threshold register
$ F" P1 b7 R) `; ]/ L4 q: c" w偏移地址：0x24
复位值：0x0000 0FFF

- }+ ~6 l+ g" f3 Q* k6 O

- V. C% o0 h% I+ [0 T+ {( h8 y

11.8 ADC 看门狗低阈值寄存器 (ADC_LTR)
- L% l2 Q0 W; ^2 A# H: X

ADC watchdog lower threshold register
- }9 c  ]$ I" I7 _- \# h+ e$ c4 w偏移地址：0x28
& ]5 @' V8 C$ n+ s- `' G) n; ]复位值：0x0000 0000

1 a; G, Y% F9 U4 M1 b8 C3 h2 w

7 |( }! U  x2 D) B# B

11.9 ADC 规则序列寄存器 1 (ADC_SQR1)

ADC regular sequence register 1
7 k. a! T8 T. o8 N6 B  U偏移地址：0x2C
; S5 d1 S6 }. G( E$ m% \复位值：0x0000 0000

; V  v9 b- y$ X/ ^* h. \

  z  Q' H! O$ `* Q$ n

) t1 _2 y9 h$ [/ F0 g- s4 y( Z

11.10 ADC 规则序列寄存器 2 (ADC_SQR2)

4 b+ x9 W! N4 d" y2 v

ADC regular sequence register 2
偏移地址：0x30
复位值：0x0000 0000
. P' X1 C1 ?6 e

# U1 Q0 s+ y% a7 U$ r/ `4 E

11.11 ADC 规则序列寄存器 3 (ADC_SQR3)

ADC regular sequence register 3
4 _& `" i/ H5 K) W, T偏移地址：0x34
复位值：0x0000 0000
$ d/ q& _  c- Z& z9 w2 _

( D/ f+ n$ j8 O1 x

11.12 ADC 注入序列寄存器 (ADC_JSQR)

ADC injected sequence register
偏移地址：0x38
% F! e; ]4 u! a5 S. e! }1 o复位值：0x0000 0000

11.13 ADC 注入数据寄存器 x (ADC_JDRx) (x= 1…4)

ADC injected data register x
' r' f2 b' H9 Q1 L8 B; j偏移地址：0x3C - 0x48
复位值：0x0000 0000

3 M0 E( s  Z  N- l6 h$ X, a

11.14 ADC 规则数据寄存器 (ADC_DR)

ADC regular data register
偏移地址：0x4C
复位值：0x0000 0000

- A; ^- c# m! i

6 p. i, g' E; ?, C( H+ L+ x' c5 h

11.15 ADC 通用状态寄存器 (ADC_CSR)

ADC Common status register
3 o: x; r5 @2 b3 X" O偏移地址：0x00（该偏移地址与 ADC1 基地址 + 0x300 相关）
0 ~0 t" F# w% r2 S复位值：0x0000 0000
# _9 A0 N1 s& s该寄存器可提供不同 ADC 的状态位图像。但是，它为只读形式且不允许将不同的状态位清零。必须在对应的 ADC_SR 寄存器中将其写为 0，才能将各个状态位清零。

* C2 P# F4 B; T3 `' @2 c' _

9 I& L( s+ `% h7 f
1 D5 O# M- R; h4 l( |

11.16 ADC 通用控制寄存器 (ADC_CCR)

ADC common control register
) M- E$ H8 f5 O( Q5 \0 Y偏移地址：0x04（该偏移地址与 ADC1 基地址 + 0x300 相关）
复位值：0x0000 0000

: y8 d. h' N7 D! K

11.17 适用于双重和三重模式的 ADC 通用规则数据寄存器（ADC_CDR)
% X8 h. R% X6 V4 ?1 _

ADC common regular data register for dual and triple modes
6 L8 }6 \8 d  ?' g2 K# s8 ?偏移地址：0x08（该偏移地址与 ADC1 基地址 + 0x300 相关）
复位值：0x0000 0000

3 y6 Z+ Y$ y9 `
( v  b) i" j: l; A% D6 P