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STM32-ADC模块讲解

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STMCU-管管 发布时间:2020-9-21 13:00
一.ADC简介

STM32f103系列有3个ADC,精度为12位,每个ADC最多有16个外部通道。其中ADC1和ADC2都有16个外部通道,ADC3一般有8个外部通道,各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断执行,ADC转换的结果可以左对齐或右对齐储存在16位数据寄存器中。ADC的输入时钟不得超过14MHz,其时钟频率由PCLK2分频产生。

二.ADC功能框图讲解

学习STM32开发板上的外设时首先要了解其外设的功能框图,如下:


+ A! J9 b, C  P' j" Y6 ~

1_meitu_5.jpg

' D: }$ C# |5 d- e4 H

: H6 }, r1 v# f& Q1 Z& ]

4 z* H& a- x7 R3 J9 p" p/ W功能框图可以大体分为7部分,下面一一讲解:4 k- t- z& I) m# ?# n4 ?8 N

: g1 Z9 Y: i* I4 o" r" Z

1.电压输入范围

ADC所能测量的电压范围就是VREF- ≤ VIN ≤ VREF+,把 VSSA 和 VREF-接地,把 VREF+和 VDDA 接 3V3,得到ADC 的输入电压范围为: 0~3.3V。

5 O9 Z9 }" `+ \0 r/ Y

2.输入通道
' t6 ?% J- L5 E

ADC的信号输入就是通过通道来实现的,信号通过通道输入到单片机中,单片机经过转换后,将模拟信号输出为数字信号。STM32中的ADC有着18个通道,其中外部的16个通道已经在框图中标出,如下:


2 ~6 ^% O/ S! X0 n1 Q

2.png

' ]1 M! ^" G, e( v
, o* x' p; q* C0 O) {

& F9 Q7 D6 R" D  k; d这16个通道对应着不同的IO口,此外ADC1/2/3 还有内部通道: ADC1 的通道 16 连接到了芯片内部的温度传感器, Vrefint 连接到了通道 17。 ADC2 的模拟通道 16 和 17 连接到了内部的 VSS。/ N# Q' f, I" Z7 W6 c

2 O+ l8 q! ^5 b' R8 A
ADC的全部通道如示:

* }9 g/ j/ F+ ?- b

3_meitu_7.jpg

. @/ V2 ?5 R; c! x
' J4 v% _1 X$ J5 e
, C$ f! O: s% w( [. p$ C
外部的16个通道在转换时又分为规则通道和注入通道,其中规则通道最多有16路,注入通道最多有4路(注入通道貌似使用不多),下面简单介绍一下俩种通道:8 z% F5 Y0 j3 f5 D+ |" ]0 m


& C9 M1 A7 o: ?& v4 |& u# N! ]规则通道# U8 C1 n) D2 l0 s
规则通道顾名思义就是,最平常的通道、也是最常用的通道,平时的ADC转换都是用规则通道实现的。. L, c( X3 H4 u5 x5 ?  j
注入通道3 b$ Y9 Q7 G9 i! b
注入通道是相对于规则通道的,注入通道可以在规则通道转换时,强行插入转换,相当于一个“中断通道”吧。当有注入通道需要转换时,规则通道的转换会停止,优先执行注入通道的转换,当注入通道的转换执行完毕后,再回到之前规则通道进行转换。

4 R  X% u: n/ q6 O$ ~

3.转换顺序
3 }* ?9 j' K& o! X0 M3 J+ e# h

知道了ADC的转换通道后,如果ADC只使用一个通道来转换,那就很简单,但如果是使用多个通道进行转换就涉及到一个先后顺序了,毕竟规则转换通道只有一个数据寄存器。多个通道的使用顺序分为俩种情况:规则通道的转换顺序和注入通道的转换顺序。

规则通道转换顺序1 i! F- c6 ~6 B, E5 n
规则通道中的转换顺序由三个寄存器控制:SQR1、SQR2、SQR3,它们都是32位寄存器。SQR寄存器控制着转换通道的数目和转换顺序,只要在对应的寄存器位SQx中写入相应的通道,这个通道就是第x个转换。具体的对应关系如下:


' Z  W+ K1 d8 D; s9 k0 [# t

4_meitu_8.jpg
9 U3 ~8 d* b' L. I0 \0 n" }3 [

4 E/ k9 K1 C' u$ y+ P& x; C; U

# v  U' S  j" Q9 _3 Y' u通过SQR1寄存器就能了解其转换顺序在寄存器上的实现了:+ w4 D& Y  ]! B6 u, a$ O* j


, v4 M" R: U3 ^$ ^5 \' j

5_meitu_9.jpg
' W1 B" L) p' j: v/ @
- Q' L6 y9 ^. G% p; ?

0 I+ l" e( V1 X, ]/ S  z4 D" C" p

注入通道转换顺序

* @3 W, p, _% V, m7 k# ^
和规则通道转换顺序的控制一样,注入通道的转换也是通过注入寄存器来控制,只不过只有一个JSQR寄存器来控制,控制关系如下:

" i$ h6 h# K! S6 e1 U. i; a+ P" S

6_meitu_10.jpg

* e+ K5 L3 P+ t8 M, u1 E/ ?# y1 o

9 P& s& Q3 w4 g3 b5 a

0 u8 T3 I, R& P8 ]" y# R* S需要注意的是,只有当JL=4的时候,注入通道的转换顺序才会按照JSQ1、JSQ2、JSQ3、JSQ4的顺序执行。当JL<4时,注入通道的转换顺序恰恰相反,也就是执行顺序为:JSQ4、JSQ3、JSQ2、JSQ1。
4 _2 k3 C- A3 N/ b4 Q' q+ B

; `& z, ^5 M' X0 c4 G
配置转换顺序的函数如示:

9 y% U/ l# T8 E% n1 L


  1. : o: a9 K4 p, R; ?
  2. /**
    4 m3 a0 G  b1 H  W
  3.   * @brief  Configures for the selected ADC regular channel its corresponding
    7 K1 e* G7 Z  v; ]+ b! d, z
  4.   *         rank in the sequencer and its sample time.% z' b' ?8 k; \7 p7 _" x* ~+ Q
  5.   * @param  ADCx: where x can be 1, 2 or 3 to select the ADC peripheral.
    6 e' t" a: |8 z- V* C) |# [
  6.   * @param  ADC_Channel: the ADC channel to configure. ' }% m) e7 X# I
  7.   *   This parameter can be one of the following values:
    7 c' q4 R% O' H. b8 n
  8.   *     @arg ADC_Channel_0: ADC Channel0 selected2 h$ `5 Z8 U! t0 F
  9.   *     @arg ADC_Channel_1: ADC Channel1 selected' E: d, J  |4 n4 J; k
  10.   *     @arg ADC_Channel_2: ADC Channel2 selected
    - y) R; v8 S/ @6 _
  11.   *     @arg ADC_Channel_3: ADC Channel3 selected! E$ j4 d2 D3 r
  12.   *     @arg ADC_Channel_4: ADC Channel4 selected
    2 C8 I8 R- J+ @7 {* ~9 ]1 z; G
  13.   *     @arg ADC_Channel_5: ADC Channel5 selected
    7 }5 i2 M) K0 z8 W" y
  14.   *     @arg ADC_Channel_6: ADC Channel6 selected
    & X/ s. X  N" g
  15.   *     @arg ADC_Channel_7: ADC Channel7 selected8 b: u% k& B% {( |& L
  16.   *     @arg ADC_Channel_8: ADC Channel8 selected
    9 e* U+ X& i+ Q
  17.   *     @arg ADC_Channel_9: ADC Channel9 selected
    " z! m% y& ^; Q
  18.   *     @arg ADC_Channel_10: ADC Channel10 selected% m. ?" L0 ]; R% A$ T0 x' w
  19.   *     @arg ADC_Channel_11: ADC Channel11 selected
    - n4 p* i9 ~" t! l% X
  20.   *     @arg ADC_Channel_12: ADC Channel12 selected# Q) c% q! }4 s/ B9 V; E& h
  21.   *     @arg ADC_Channel_13: ADC Channel13 selected
    % b8 j! Y$ ^6 Z2 D. U
  22.   *     @arg ADC_Channel_14: ADC Channel14 selected
    / }3 M* o3 T: H5 H6 ^8 r4 [; x
  23.   *     @arg ADC_Channel_15: ADC Channel15 selected
    % [0 o3 Z, L& V( W) ?/ s7 Q7 k3 c4 }
  24.   *     @arg ADC_Channel_16: ADC Channel16 selected9 X! {9 U5 I2 F- ?" W% `
  25.   *     @arg ADC_Channel_17: ADC Channel17 selected
    1 l$ p6 U' |6 G- t: l
  26.   * @param  Rank: The rank in the regular group sequencer. This parameter must be between 1 to 16.8 `. N/ k. E9 T' c8 d& C3 d
  27.   * @param  ADC_SampleTime: The sample time value to be set for the selected channel. ( H$ C" ]# n3 h7 B
  28.   *   This parameter can be one of the following values:
    & o, s3 u# x; S: q' C
  29.   *     @arg ADC_SampleTime_1Cycles5: Sample time equal to 1.5 cycles. k9 Z& a* U: {5 D7 ?* u
  30.   *     @arg ADC_SampleTime_7Cycles5: Sample time equal to 7.5 cycles( K5 C6 X% I2 M) h; _" E+ g6 H
  31.   *     @arg ADC_SampleTime_13Cycles5: Sample time equal to 13.5 cycles
    . Y! i2 C0 ~) o% C" Y# F
  32.   *     @arg ADC_SampleTime_28Cycles5: Sample time equal to 28.5 cycles        . G9 Q5 ?0 |  T  _
  33.   *     @arg ADC_SampleTime_41Cycles5: Sample time equal to 41.5 cycles        % m# D' }3 }% V6 j" f' e$ M
  34.   *     @arg ADC_SampleTime_55Cycles5: Sample time equal to 55.5 cycles       
    ; p" I+ X$ j  g4 M9 ^
  35.   *     @arg ADC_SampleTime_71Cycles5: Sample time equal to 71.5 cycles        # s9 r  g- X4 j, c, f
  36.   *     @arg ADC_SampleTime_239Cycles5: Sample time equal to 239.5 cycles        % Y' g5 E3 X% s8 t; ]& f
  37.   * @retval None" u# a; J7 v1 r* h& \7 E
  38.   */9 h1 U+ k* {; e# @
  39. void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)) ^- E  M4 a$ J8 q' N2 e8 p
  40. {' I- V) V, N8 u* p# ]. t3 Q
  41.   函数内容略;5 a% I- I8 C- A8 Q/ k
  42. }/ |" T* {$ \2 f) q  x
复制代码
  ~  D8 z0 J0 S: w
4.触发源( b; m2 i4 M; k

ADC转换的输入、通道、转换顺序都已经说明了,但ADC转换是怎么触发的呢?就像通信协议一样,都要规定一个起始信号才能传输信息,ADC也需要一个触发信号来实行模/数转换。
4 P& n" S! ?* n% c* j其一就是通过直接配置寄存器触发,通过配置控制寄存器CR2的ADON位,写1时开始转换,写0时停止转换。在程序运行过程中只要调用库函数,将CR2寄存器的ADON位置1就可以进行转换,比较好理解。5 z" T" S! _6 c; P# Z, ?% L" F
另外,还可以通过内部定时器或者外部IO触发转换,也就是说可以利用内部时钟让ADC进行周期性的转换,也可以利用外部IO使ADC在需要时转换,具体的触发由控制寄存器CR2决定。* n% ~/ L& d( P' H( N
ADC_CR2寄存器的详情如下:

( Y/ ]" @& D) T: ~+ Z. }7 S

7_meitu_11.jpg

9 X! n& `, q3 ]+ L* v

) v3 S4 R9 r: {4 ]5 P( p) {
% d9 S* ]4 P) ^3 C9 |
8_meitu_12.jpg

  e5 k$ k  l& H% H1 t8 e8 w. R% O- ^0 n- J5 j2 I
9_meitu_13.jpg

- l' o5 i& b7 y$ R& ~$ m" |+ i5 @

: ?0 W/ }% N. N2 o5.转换时间
! l3 [! t" G' J3 B6 @7 E' J

还有一点,就是转换时间的问题,ADC的每一次信号转换都要时间,这个时间就是转换时间,转换时间由输入时钟和采样周期来决定。


2 ?  Y5 L( P  F. x6 _) n输入时钟( ~8 X- B  I( [/ y8 D% J! s( }* g
由于ADC在STM32中是挂载在APB2总线上的,所以ADC得时钟是由PCLK2(72MHz)经过分频得到的,分频因子由 RCC 时钟配置寄存器RCC_CFGR 的位 15:14 ADCPRE[1:0]设置,可以是 2/4/6/8 分频,一般配置分频因子为8,即8分频得到ADC的输入时钟频率为9MHz。4 T1 Q7 c! A% Y( c) U$ s! M% E
采样周期/ G4 J( S+ `7 k5 L) ?( t
采样周期是确立在输入时钟上的,配置采样周期可以确定使用多少个ADC时钟周期来对电压进行采样,采样的周期数可通过 ADC采样时间寄存器 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 中的 SMP[2:0]位设置,ADC_SMPR2 控制的是通道 0~9, ADC_SMPR1 控制的是通道 10~17。每个通道可以配置不同的采样周期,但最小的采样周期是1.5个周期,也就是说如果想最快时间采样就设置采样周期为1.5.* o' {) t- H( U" |: J0 m
转换时间
1 L9 j& H3 K5 i2 n转换时间=采样时间+12.5个周期
8 k- d6 O) T/ T" B0 j; U$ [12.5个周期是固定的,一般我们设置 PCLK2=72M,经过 ADC 预分频器能分频到最大的时钟只能是 12M,采样周期设置为 1.5 个周期,算出最短的转换时间为 1.17us。


5 A5 f  G2 x7 X$ A/ T* y; _4 q


  I" S5 N* h* p7 P% ]( k2 J4 C

6.数据寄存器6 k$ S  l) o9 u* C

转换完成后的数据就存放在数据寄存器中,但数据的存放也分为规则通道转换数据和注入通道转换数据的。


8 `1 B! J) n! |8 g* y规则数据寄存器
; h9 F* f' a5 R& w# a, Y规则数据寄存器负责存放规则通道转换的数据,通过32位寄存器ADC_DR来存放。


* f/ p9 r& m! h- p/ d6 v

10_meitu_14.jpg

3 t  n$ G9 R7 B8 ^当使用ADC独立模式(也就是只使用一个ADC,可以使用多个通道)时,数据存放在低16位中,当使用ADC多模式时高16位存放ADC2的数据。需要注意的是ADC转换的精度是12位,而寄存器中有16个位来存放数据,所以要规定数据存放是左对齐还是右对齐。
7 p8 u( m0 z$ D' z

当使用多个通道转换数据时,会产生多个转换数据,然鹅数据寄存器只有一个,多个数据存放在一个寄存器中会覆盖数据导致ADC转换错误,所以我们经常在一个通道转换完成之后就立刻将数据取出来,方便下一个数据存放。一般开启DMA模式将转换的数据,传输在一个数组中,程序对数组读操作就可以得到转换的结果。
' m& h7 A, c( }" H% RDMA的使用之前在一篇博客中介绍过:DMA介绍

注入数据寄存器
  I9 U' x+ `# V. X; |5 z1 o) D注入通道转换的数据寄存器有4个,由于注入通道最多有4个,所以注入通道转换的数据都有固定的存放位置,不会跟规则寄存器那样产生数据覆盖的问题。 ADC_JDRx 是 32 位的,低 16 位有效,高 16 位保留,数据同样分为左对齐和右对齐,具体是以哪一种方式存放,由ADC_CR2 的 11 位 ALIGN 设置。


( l3 k/ {8 C7 @; ^% h# q

11_meitu_15.jpg

( y* ~' c* m, q; {: T5 D! N

+ x9 `6 s2 o5 e

2 |! O" N  g* ?( L7 r" W! [2 s- ~6 V5 y3 J) l$ p' ~6 A
7.中断0 n  C3 ~, |% l) h8 ]
12_meitu_16.jpg
0 w8 M( z2 W5 h0 ^! H5 J
3 Z3 J: n- c& ?# w
从框图中可以知道数据转换完成之后可以产生中断,有三种情况:" l  L( k4 U+ ~9 U9 B0 d
规则通道转换完成中断
; N  |3 C  G$ a8 `6 `  [规则通道数据转换完成之后,可以产生一个中断,可以在中断函数中读取规则数据寄存器的值。这也是单通道时读取数据的一种方法。
3 D- Q2 _% k( M  `7 d注入通道转换完成中断
/ g) T. D9 c! c. S5 S% g注入通道数据转换完成之后,可以产生一个中断,并且也可以在中断中读取注入数据寄存器的值,达到读取数据的作用。6 ?& f! q" p  |2 Z2 A2 `
模拟看门狗事件2 ?* \5 p  A: {3 @) b( P! W: p+ w1 }5 E
当输入的模拟量(电压)不再阈值范围内就会产生看门狗事件,就是用来监视输入的模拟量是否正常。
8 S9 g+ t; {4 j8 _0 l) ~! U以上中断的配置都由ADC_SR寄存器决定:
1 k4 X& Q2 y5 D3 r& A; x; \


3 y* f% X' w) X9 ^' w0 A

13_meitu_17.jpg

" J/ L- Z. _* j0 Q& S3 {  B- m8 O
# N/ M1 o  g9 v$ ]- \: V

当然,在转换完成之后也可以产生DMA请求,从而将转换好的数据从数据寄存器中读取到内存中。


5 |1 u0 Y: D4 m3 q7 z4 s: _4 A

8.电压转换
3 p4 }: M; r$ Y6 W+ k3 e

要知道,转换后的数据是一个12位的二进制数,我们需要把这个二进制数代表的模拟量(电压)用数字表示出来。比如测量的电压范围是0~3.3V,转换后的二进制数是x,因为12位ADC在转换时将电压的范围大小(也就是3.3)分为4096(2^12)份,所以转换后的二进制数x代表的真实电压的计算方法就是:
  s! T' r9 E" H8 [y=3.3* x / 4096

& s5 i" ~/ [  [" M( [

三.初始化结构体  [0 G: u" a. |

每个外设的核心就是其对应的初始化结构体了,ADC的初始化结构体如下:

* ~2 A- ^' s9 S8 b$ l9 T


  1. : G( g" j! d; ]+ o9 X9 F
  2. typedef struct
    7 H- g7 U5 \: d1 d
  3. {1 l' m4 O: B- t7 K$ N/ m
  4. uint32_t ADC_Mode; // ADC 工作模式选择
    - d& u  t( V& N) F
  5. FunctionalState ADC_ScanConvMode; // ADC 扫描(多通道)或者单次(单通道)模式选择
    4 g* V' u6 v7 t+ Q1 F+ V, u
  6. FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; // ADC 单次转换或者连续转换选择) t4 P* Z5 _- _& s" w4 i: [) z- [
  7. uint32_t ADC_ExternalTrigConv; // ADC 转换触发信号选择6 P4 P- K5 P: {3 P: h: K1 n
  8. uint32_t ADC_DataAlign; // ADC 数据寄存器对齐格式: D# Z, a9 f( K) G  n9 O* U
  9. uint8_t ADC_NbrOfChannel; // ADC 采集通道数
    " q) k% Q, Z2 y! Y$ D
  10. } ADC_InitTypeDef;
复制代码

* l$ i2 A+ h# \; P8 O, [+ J( d& P

通过配置初始化结构体来设置ADC的相关信息。


# b+ B( `$ {8 {1 y2 o) z+ e, O- y# ^) r


; P9 C& s, @1 ]1 a  M5 e

四.单通道电压采集$ j! q8 F- `! b1 S  D# m
8 f. W1 ~, ~* A8 t

用这个程序来简单熟练一下ADC的单通道电压采集吧,程序使用了ADC1的通道11,对应的IO口是PC^1,因为博主的开发板上PC ^1引脚没有任何复用,使用中断,在中断中读取转换的电压。

  f7 T( j+ f6 Z+ w


& s; v% v5 R3 Z' K& U

1.头文件

为了提高文件的可移植性,头文件中定义了一些与ADC和中断相关的量,在移植程序的时候只需要修改头文件中的定义即可。


; u- H$ B& e/ h. ?

  1. 2 J2 Z3 M6 j, ~; u( |
  2. #ifndef __ADC_H
    $ N  ]3 A  c5 T. l& j) S  _
  3. #define __ADC_H1 P  a- b& y2 @/ a$ y7 x2 `
  4. # l! P1 ]% K! Z7 H
  5. #include "stm32f10x.h"
    - e: X2 P8 G& `" a/ x" |

  6. " G2 Y/ r  E% ?( f* I5 f2 f: f
  7. /* 采用ADC1的通道11  引脚为PC^1 模式必须是模拟输入*/( {; m1 X) G: @( J3 I) _' Z" j
  8. #define ADC_GPIO_RCC     RCC_APB2Periph_GPIOC' M1 A2 x+ S. ]4 I6 i1 h4 L
  9. #define ADC_GPIO_PORT    GPIOC9 @& S" c1 d9 T) h
  10. #define ADC_GPIO_PIN     GPIO_Pin_1
    ) s: N4 u4 q# o; c0 P
  11. #define ADC_GPIO_MODE    GPIO_Mode_AIN  % Z& L( F. h8 j1 ^- d

  12. # J) q" ?+ m( V- }. `$ ?
  13. /* 配置与中断有关的信息 */: R8 Z4 m1 N9 n2 h
  14. #define ADC_IRQn         ADC1_2_IRQn
    5 d) b! H, K2 f: d% [( c
  15. #define ADC_RCC          RCC_APB2Periph_ADC1
    - E/ T$ i. H2 Z) H- O
  16. 2 ^5 z: ^  K. M! z

  17. ; \. E: T# ~: [. L5 H$ F
  18. /* 配置ADC初始化结构体的宏定义 */
    4 j+ J2 Z. n1 ~+ j4 v! n
  19. #define ADCx                          ADC1
    2 f* M. ^0 M/ @: T0 a4 f1 A+ A
  20. #define ADCx_ContinuousConvMode       ENABLE                                  //连续转换模式
    4 [7 ?( n( N. H. m( l9 e
  21. #define ADCx_DataAlign                ADC_DataAlign_Right                     //转换结果右对齐
      D9 Q8 j! R$ }& ?6 N% Y4 }$ o% h
  22. #define ADCx_ExternalTrigConv         ADC_ExternalTrigConv_None      //不使用外部触发转换,采用软件触发
    ' y1 ~" [* F( v$ b. h
  23. #define ADCx_Mode                     ADC_Mode_Independent                    //只使用一个ADC,独立模式/ F8 K8 N- X/ z% W; u& R2 p$ ?
  24. #define ADCx_NbrOfChannel             1                                      //一个转换通道
    / o  C- _# ^( u2 M$ E: v
  25. #define ADCx_ScanConvMode             DISABLE                                 //禁止扫描模式,多通道时使用: c7 Y5 ]' i. |! [4 s! Y5 J

  26. + F+ O0 @4 _1 L1 W/ x
  27. /* 通道信息和采样周期 */: o- c) l3 H+ x& O' z
  28. #define ADC_Channel                   ADC_Channel_11
    7 @% ?' s  r; k* d& F9 q/ N
  29. #define ADC_SampleTime                ADC_SampleTime_55Cycles52 }2 P; K3 ]0 c, {$ K% S

  30. ( w+ y2 ?# U  w
  31. # ]4 U/ v0 q' [/ J. ]; h
  32. /* 函数声明 */
    $ g1 R* h$ ]9 W2 x* i# x6 P
  33. void ADC_COnfig(void);' M, s9 [8 s6 F+ J" [- p0 e
  34. void ADC_NVIC_Config(void);
    1 J$ H/ S. Q* R$ ~# ?! Q4 Z/ P  z
  35. void ADC_GPIO_Config(void);9 d( t  {* p; b# d" Z* H$ T( P
  36. void ADCx_Init(void);
    " a' v" d/ A- c3 T2 G

  37. . ~* G* z# H, ?9 p
  38. #endif  /* __ADC_H */
    * d7 g( n- @4 I5 m; n' N
复制代码
  H! O+ R- i6 T# F9 S( s  q! A. [
- i1 q  w+ k; n0 [3 d' l5 \  _# l5 l1 z
/ {0 L8 l) ^: d5 F0 p% I5 t
2.引脚配置函数

首先配置相应的GPIO引脚,毕竟模拟信号是通过GPIO引脚传输到开发板的,注意的是,引脚的模式一定要是模拟输入!


+ ~; O: ?6 T) F

  1. 5 Z1 q9 I$ T6 ^# S6 v0 b2 B
  2. void ADC_GPIO_Config(void)2 l) M1 `- F4 z3 {  J
  3. {1 H' C  b! S5 s$ Z; w% C8 P6 z
  4.         GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
    3 P, p5 {! F( r' n
  5.         RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_GPIO_RCC,  ENABLE);
    1 G% G. J6 H0 N+ o
  6.        
    % j1 u9 C# A* {/ p+ a: P8 \
  7.         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = ADC_GPIO_PIN ;; ^. Z8 w' p7 h! {8 S6 g
  8.         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = ADC_GPIO_MODE ;! L; [5 ]% f' \& r5 S5 c
  9.         - _& V" W; \  X% @. q
  10.         GPIO_Init(ADC_GPIO_PORT , &GPIO_InitStruct);3 p$ W) x4 |8 ?
  11. }4 |9 Q1 a& H/ w+ V
复制代码

$ Y: V' v, u. _* q- d  k) F/ y

配置引脚就是老套路:声明结构体变量、开启时钟、写入结构体、初始化GPIO


$ `( X: K: R, J* T" e

* J9 B+ p' @1 Z  \( j

3.NVIC配置函数$ O; _0 \# g4 s

因为我们是在转换完成后利用中断,在中断函数中读取数据,所以要首先配置中断函数的优先级,因为程序中只有这一个中断,所以优先级的配置就比较随意。

7 D4 X+ R, E  {0 ~( s9 Z2 g


  1. 4 Q1 l5 n' p; w9 |
  2. void ADC_NVIC_Config(void)
    * Z+ g4 ]; ~! n' _; e& H
  3. {
    ; L* o" r* |9 `" [3 \
  4. ' y0 u+ N2 \/ O4 |2 \+ D9 ]: h
  5.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct ;& O5 Y( i( N% M$ M8 S1 P+ \
  6.         9 ]( K) Q+ H1 W! c8 ]6 K
  7.         /* 配置中断优先级分组(设置抢占优先级和子优先级的分配),在函数在misc.c */9 F6 z9 X) G5 Y* X( Z
  8.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1) ;
    : V5 D5 N! E1 t# m
  9.         9 E; C9 n( e4 O6 a' j1 g
  10.         /* 配置初始化结构体 在misc.h中 */
    9 E# c0 ]) W5 _6 ?
  11.         /* 配置中断源 在stm32f10x.h中 */
    , }4 v- R: j6 W& O+ ~7 E; O
  12.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = ADC_IRQn ;
    2 v5 t7 m4 d' s% K  s9 f
  13.         /* 配置抢占优先级 */
    " D* ?5 x4 P0 Q) n- T4 A
  14.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ;
    5 o4 C' ]$ [8 t' z, N9 L% ~
  15.         /* 配置子优先级 */& ^6 a& `3 U! U1 U( O" u
  16.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1 ;
    ' y( }! T' c% d8 h3 P4 }
  17.         /* 使能中断通道 */
    4 u# z& x; K/ B, \
  18.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;6 o% O( ^5 y" a: P
  19.         /* 调用初始化函数 */: `; C% o( [8 b- {/ c
  20.         NVIC_Init(&NVIC_InitStruct) ;
    * x% \: M+ e. ?( L
  21. }/ ~. H0 r: W/ E# M- K3 \
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( }+ [) v$ E) L! D4 B0 f
4.ADC配置函数

ADC的配置函数是ADC的精髓,在这个函数中包含的内容有:ADC的初始化结构体配置、配置了时钟分频、配置了通道转换顺序、打开转换中断、进行校准、软件触发ADC采集等。
  p1 q/ }' J; ], q/ [: S9 {$ y函数中都有详细的注释:


  1. ! J* @, D! M/ R7 G% h  Z; l$ y0 T
  2. void ADC_COnfig(void). P" p; v; l4 ^1 f$ B" ~
  3. {8 |* C+ B9 s! U4 ~& e& |7 \
  4.         ADC_InitTypeDef  ADC_InitStruct;
    9 Q4 D" a3 P& H) Y  O
  5.         RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_RCC,  ENABLE);* e. @! n# g8 y4 r+ A: j5 S
  6.         # \$ W, \2 P- I* Z% w9 ]
  7.         /* 配置初始化结构体,详情见头文件 */3 O* e7 X" A# U- l
  8.         ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ADCx_ContinuousConvMode  ;: a7 a/ [9 N5 H  N
  9.         ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADCx_DataAlign ;) @9 ^2 o/ W; G0 q8 s* b. ^
  10.         ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADCx_ExternalTrigConv ;6 b: U  H; `/ u
  11.         ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADCx_Mode ;0 e! `3 b# K, e
  12.         ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = ADCx_NbrOfChannel ;
    0 e! v2 Y  I- g, l/ u7 Z
  13.         ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ADCx_ScanConvMode ;
    4 f0 Y% h' w  Y
  14.        
    5 A1 _7 G4 [1 n- t3 H
  15.         ADC_Init(ADCx, &ADC_InitStruct);; {2 f( E( L5 s
  16.         6 W% V0 l& k/ U/ @
  17.         /* 配置ADC时钟为8分频,即9M */
    & c- E. U$ ], z: R2 R. o
  18.         RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
    - C$ q8 |5 }" y) e
  19.         /* 配置ADC通道转换顺序和时间 */
    ) y8 w4 T% m* |+ m' y; T/ E" x
  20.         ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime );
    - p9 U( U  K# P6 |; u
  21.         /* 配置为转换结束后产生中断 在中断中读取信息 */
    # e+ V+ r; S3 t' s, n
  22.         ADC_ITConfig(ADCx, ADC_IT_EOC,ENABLE);3 y2 |5 M( e- F7 Y" W3 ?5 |* h" ]
  23.         /* 开启ADC,进行转换 */) e; K0 D5 ^$ e
  24.         ADC_Cmd(ADCx, ENABLE );! d9 I/ M( z; s6 k. G
  25.         /* 重置ADC校准 */2 e2 T& O, v; h( [3 g4 a. ]$ M3 f
  26.         ADC_ResetCalibration(ADCx);
    4 A' z% a" f  k5 [4 ^4 i' u
  27.         /* 等待初始化完成 */
    5 }2 c, m$ z( O
  28.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus( ADCx))' `. L" I. K3 j6 e0 j
  29.                 /* 开始校准 */
    1 D3 M1 X. z; @7 q
  30.                 ADC_StartCalibration(ADCx);
    1 K% n! o; \5 p
  31.         /* 等待校准完成 */
    6 K' Z8 A0 O( @1 W9 f" w
  32.         while (ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));
    5 k2 L& S8 W# R8 q3 ~9 i
  33.         /* 软件触发ADC转换 */' V' r. c7 @. I9 P" u7 x
  34.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCx, ENABLE);- h1 T4 W" Z; V" s% U  M5 @+ R
  35.         " ?2 ^1 N1 {* B) {+ z* B/ V
  36. }8 w; D7 t# C/ y$ l' }, r& P
复制代码
  w' ^% j9 w  I


+ w+ h- Q' i2 M( ^0 g1 e& Q

5.中断函数6 R. }% E3 T' I' b

在中断函数中进行读取数据,将数据存放在变量result中,此处使用关键字extern声明,代表变量result已经在其他文件中定义.


" i( Y; Q: S3 t# r& m0 F4 |: m

  1. 1 s. z! s& i. f0 \6 G4 }- F
  2. extern uint16_t resurt;
    0 M' q" R8 x; ]6 ?* S! q
  3. ( X  m# p6 P8 D% e) c5 ?! V
  4. void ADC1_2_IRQHandler(void); @2 l& h/ i, p
  5. {
    8 K) K- H, H& O; h* B" t* Q
  6.     /* 判断产生中断请求 */7 Q, q( E0 j/ X1 f& Y4 ?, t7 W
  7.         while(ADC_GetITStatus(ADCx, ADC_IT_EOC) == SET)
    * S' Z. ]( F$ q9 ^; E
  8.                 resurt=ADC_GetConversionValue(ADCx);: I8 C3 }" m$ x7 \
  9.         /* 清除中断标志 */
    # s  s9 {$ k0 k0 c5 c% p  _
  10.         ADC_ClearITPendingBit(ADCx, ADC_IT_EOC);. n2 N: l  y4 u
  11. }9 Z6 h5 u" K! h
复制代码
3 h7 M, Y3 \5 ]( I! A. r
6.主函数8 @$ a: p3 H0 ?5 ]5 \

主函数负责接收转换的值,并将其转换为电压值,然后通过串口打印在计算机上,便于调试。4 h3 G* w) ]6 W8 J9 [1 i
变量result是主函数中的全局变量,注意最后的结果应该转换为浮点型。


5 Y% ~* l6 J+ `


' W; Q6 I  Y0 P# {


* O) C3 }1 @" l1 E: B* y3 r7 x/ D( K: z
收藏 3 评论2 发布时间:2020-9-21 13:00

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2个回答
goyhuan 回答时间:2020-9-21 16:39:22
非常详细,注入通道和规则通道可以设定成同一路吗?就是平时是规则转换,一唤酣就进入注入通道?
goyhuan 回答时间:2020-9-21 16:43:23
同一通道为什么分布成ADC1\ADC2\ADC3三个位置?

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