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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:


# l- m8 s1 F% I  d6 Y* a

1_meitu_5.jpg

: o5 Q" x8 q! ?3 B. _; d4 ?

) L% h* |9 v1 h3 h% G

( [# Z* d: c3 }7 C( M功能框图可以大体分为7部分,下面一一讲解:9 g8 q: [2 m# L$ p& l1 m: S( }

8 Z% a3 N/ f+ O$ M

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。


6 A, x& |! a0 f, {" S! l% h8 R

2.输入通道
. ~9 U( |6 j* F' |( ~5 C( r; B

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:


6 R5 ]  ?6 M% Q

2.png

- T$ S3 j1 s8 F; ]9 E

" ^- F: r3 n# h' l8 Z3 d, z
* @& d/ L) z# G" }( {& }
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。6 a# c) u. p' U; r5 i


( j  ~# r9 @6 c8 M6 uADC的全部通道如示:

4 @9 T- e8 B+ l: R

3_meitu_7.jpg
- d; r1 \! l, H) z; q% q5 \
8 J' Y& K- ^" T! u3 I5 U% x- b
1 f0 Y/ k$ K! Y8 O4 d0 u+ B
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:5 N: a  m' n, u* X4 m* W


& d- S, t9 i& j; n规则通道* b' [+ _& M0 ^6 N1 O
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。
9 }$ y6 J. l, Z2 p/ s) Q: j注入通道
  G0 h1 M8 V! h# U3 U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。

* |; C2 b! L9 [% e7 O% [3 e

3.转换顺序
/ Q4 t. G5 a; x( D& B

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
+ J3 ]4 o# X2 v) }+ {- y( b4 Q2 o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:


) e- }) W" @1 Z) y5 k

4_meitu_8.jpg
$ ?* T5 W: b  B# [/ H

3 d, x$ T" A8 M" `/ ^4 L
% _9 u# f; [1 _- j$ l; ^' o
通过SQR1寄存器就能了解其转换顺序在寄存器上的实现了:4 U" g5 Q, {) b4 u


3 d+ v- L! h! o1 l. q: A

5_meitu_9.jpg
; M, o% \+ Y( P# P
/ h) W# x% |2 m( Y# A0 t

0 [1 o) Z, ^5 l9 v/ I
6 O+ ^+ r1 m7 I1 A( _+ a* }: `

注入通道转换顺序

$ W9 q  E6 f! z2 e& L
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:

9 n6 k- L* X3 m8 }$ i1 _

6_meitu_10.jpg

, ]+ a- o8 ^" ~# K: Y" h. C
2 G( l6 w* C/ V% N$ {

9 @. I" _& s7 U. Y, J( u' n; O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。0 d  N* P# a' P/ k+ b2 `  k

" J% m: z# X% u) Z8 j
配置转换顺序的函数如示:


/ ^$ u1 ]% W- L+ V4 o8 I


  1. % D$ a; n. {5 V2 M% @/ w3 F
  2. /**" }$ Q% Q4 q6 m( g; h
  3.   * @brief  Configures for the selected ADC regular channel its corresponding, r& ?; W: G3 P/ N
  4.   *         rank in the sequencer and its sample time.2 E! l7 h- `' C- @
  5.   * @param  ADCx: where x can be 1, 2 or 3 to select the ADC peripheral.( n2 b5 i2 K# v1 R, J" B: R+ d
  6.   * @param  ADC_Channel: the ADC channel to configure. 3 U2 E, U! t' Z% d2 D" W& X
  7.   *   This parameter can be one of the following values:. b6 E! ]5 e1 n! |0 M9 Z
  8.   *     @arg ADC_Channel_0: ADC Channel0 selected. _3 f. `" _0 [3 g" o
  9.   *     @arg ADC_Channel_1: ADC Channel1 selected
    0 q' V$ q6 ^1 e; ?6 b9 h
  10.   *     @arg ADC_Channel_2: ADC Channel2 selected2 `4 K9 t9 y3 _2 R4 }  [  c( a
  11.   *     @arg ADC_Channel_3: ADC Channel3 selected
    % r) c+ V  k$ ~( m1 ]
  12.   *     @arg ADC_Channel_4: ADC Channel4 selected" y; \2 z8 {# s$ t" p# n
  13.   *     @arg ADC_Channel_5: ADC Channel5 selected
    $ y' _( Q/ Y7 ?4 T6 ~0 M
  14.   *     @arg ADC_Channel_6: ADC Channel6 selected
    ' B5 p% f# X- w% P; D+ v4 n6 j2 U
  15.   *     @arg ADC_Channel_7: ADC Channel7 selected
    6 _2 s1 f  z2 w1 x
  16.   *     @arg ADC_Channel_8: ADC Channel8 selected; c2 p1 M5 Z% O+ g
  17.   *     @arg ADC_Channel_9: ADC Channel9 selected  p: ~) _$ t# ?% D4 e7 {6 H
  18.   *     @arg ADC_Channel_10: ADC Channel10 selected, w' y( V9 j+ u) }2 g0 V+ L+ ?7 p
  19.   *     @arg ADC_Channel_11: ADC Channel11 selected! {+ N/ |0 U1 }- R/ x
  20.   *     @arg ADC_Channel_12: ADC Channel12 selected; c+ V+ y7 n' ~2 |7 J/ H0 C+ `
  21.   *     @arg ADC_Channel_13: ADC Channel13 selected/ ]; M+ ?. }, X  b
  22.   *     @arg ADC_Channel_14: ADC Channel14 selected7 k) ~. ^/ T$ j
  23.   *     @arg ADC_Channel_15: ADC Channel15 selected
    0 B- u8 f; T3 [! @7 F4 f9 }  l
  24.   *     @arg ADC_Channel_16: ADC Channel16 selected
    ' P$ o0 p. j& p
  25.   *     @arg ADC_Channel_17: ADC Channel17 selected
    9 d/ g. _9 u* S$ J+ I" E/ _) @: u
  26.   * @param  Rank: The rank in the regular group sequencer. This parameter must be between 1 to 16.) Z+ @" T: \9 a+ `3 }5 E
  27.   * @param  ADC_SampleTime: The sample time value to be set for the selected channel. 8 Q) E- \  g8 k  |0 F2 k1 S3 D  B
  28.   *   This parameter can be one of the following values:
    . C" ~# s' i. ^
  29.   *     @arg ADC_SampleTime_1Cycles5: Sample time equal to 1.5 cycles2 {7 S4 D& R. C: G
  30.   *     @arg ADC_SampleTime_7Cycles5: Sample time equal to 7.5 cycles5 A; Y+ l2 y5 t
  31.   *     @arg ADC_SampleTime_13Cycles5: Sample time equal to 13.5 cycles
    " l) t- m6 q$ t# r' _2 Z
  32.   *     @arg ADC_SampleTime_28Cycles5: Sample time equal to 28.5 cycles       
    ! N! h, b/ @  Y2 y, w
  33.   *     @arg ADC_SampleTime_41Cycles5: Sample time equal to 41.5 cycles       
    # @; _6 I7 h: g6 y
  34.   *     @arg ADC_SampleTime_55Cycles5: Sample time equal to 55.5 cycles       
    1 ?+ \2 i- }2 u
  35.   *     @arg ADC_SampleTime_71Cycles5: Sample time equal to 71.5 cycles        6 j% p+ r0 L0 n- G% a% I( ^
  36.   *     @arg ADC_SampleTime_239Cycles5: Sample time equal to 239.5 cycles       
    7 e1 s& h5 K7 p3 ~: x
  37.   * @retval None, L) p/ B8 _: ^. k3 k
  38.   */. A. a2 I$ h! Y) Q- m6 T8 @
  39. void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)
    ! w% h; f) t6 ^$ q+ ]/ P  k9 Y$ `
  40. {/ O) n% {) I- U( P4 X5 T! P
  41.   函数内容略;3 E5 G. ^" f8 ]
  42. }
    # d( G, C+ A$ |
复制代码
" O- h  ~# s( `. p) P
4.触发源" J6 G& y5 J" L  X+ v7 I9 I# Y# |

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。
! s2 i$ [/ t/ d6 O6 \1 Q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。" T; h  w0 S: m. C3 }8 j
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。
5 n' ]* w' c5 [ADC_CR2寄存器的详情如下:

# H" w8 R( [  B' p3 m3 b8 Q& A6 m

7_meitu_11.jpg
3 n. O! Y/ d# g: A; `$ t% W

0 |5 ?( U* R( a0 I) W, }0 x& e

, ]3 \  n' r+ w) D5 s0 \
8_meitu_12.jpg

2 T$ x$ W) g! c$ M4 P6 l8 x: L( m) w3 u1 G6 a
9_meitu_13.jpg
5 m' a0 G- l1 \1 S
- W# O# J- t# X3 z
2 |/ w: m: c2 A" z6 E
5.转换时间# o3 h& J" C7 W; z" p$ e

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。


! N" W: j( l% C' r1 Y输入时钟& ?4 S# \9 |+ h) |7 G$ @5 J1 r
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。1 V- P; v' ?# J7 P; M' d$ e
采样周期) @7 [: I) Q- v2 r  U' v
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1.5.3 {6 V( X+ r! k7 r( r; ]
转换时间9 B" L6 ?' ~9 T7 Q
转换时间=采样时间+12.5个周期, e) ~" I& M: H
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。


/ K2 |% D/ Q5 _


6 P1 b/ ]  K% g( n, q0 x1 C

6.数据寄存器$ u: {  W6 p1 c7 M' n9 @" q

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。


9 i% z! U& V3 j/ ]- j' t0 u规则数据寄存器( J8 A+ p. h: {; c
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。


. g; g* B, `1 j0 E/ O

10_meitu_14.jpg

5 D  [4 Y7 V- |& @. i; o& l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。+ ~# U. O5 O. F% I

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。
3 V- i# r) l0 ^* cDMA的使用之前在一篇博客中介绍过:DMA介绍

注入数据寄存器
  Z4 o* I' s7 |* E" P: ~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。

. B; _* d$ P% a8 N+ a

11_meitu_15.jpg

. Q7 t2 I  @( y

- P' @3 ]! m& y! d- J  R

  y9 T5 Z& @: F$ F; F3 k
) W! T& K- h4 l) b7.中断/ a' u2 J% o9 _1 `
12_meitu_16.jpg

/ K: f# G* P, B% R3 s( l. i5 t5 h# B* n( r  c! ?: v
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:
2 P& \, B8 D$ ]! ^) }规则通道转换完成中断( J. s' m6 w' l  i3 Y
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。+ ^* H2 U2 W* T7 r, X
注入通道转换完成中断4 |  G; ]  r# N# h) S8 T- U
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。2 ?' Y* x! v3 J# Z6 F: h
模拟看门狗事件' j& o$ `' o; I1 d4 S. n6 L2 R
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。
; j. m- d! T# S. ^& N/ q8 q& e. {以上中断的配置都由ADC_SR寄存器决定:
2 E, m' `* m5 b2 C9 W


4 _! I8 x" X/ f

13_meitu_17.jpg
! f  F: d0 }" n$ }& a: x6 ~  H
2 W! q7 |$ W2 p" e! R

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。


2 M( c: {9 n. o4 I0 a% x6 O

8.电压转换# e$ A0 U3 H& |$ U' i+ Q

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:
* Q' }0 c. m3 w% s" A2 ^4 p# g: y0 H8 |% ^y=3.3* x / 4096

) e. a: [0 f% ]9 a& \" i1 M

三.初始化结构体- ~/ O5 q5 N# T! W' t( }6 l

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:

' L  m: t7 _- V- v0 a


  1. 9 C$ f: s, h) R8 s+ r% j' ~* ]
  2. typedef struct
    " }1 P4 X5 Q$ s; _7 ^9 o
  3. {
    8 R6 S5 C( q( w& @
  4. uint32_t ADC_Mode; // ADC 工作模式选择, S8 B; D! j& a7 C' p. e0 d( w' f
  5. FunctionalState ADC_ScanConvMode; // ADC 扫描(多通道)或者单次(单通道)模式选择
    7 ~3 H% s* L; U1 i& {8 T" A1 J
  6. FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; // ADC 单次转换或者连续转换选择
    , z- H1 f! P4 h% q: }' X
  7. uint32_t ADC_ExternalTrigConv; // ADC 转换触发信号选择6 p2 P' \/ ]( P* j! ]
  8. uint32_t ADC_DataAlign; // ADC 数据寄存器对齐格式
    : ?$ ?5 j* e+ w: g: [# Z( w* T
  9. uint8_t ADC_NbrOfChannel; // ADC 采集通道数
    8 |. d' u  X( U
  10. } ADC_InitTypeDef;
复制代码


9 ]5 t; B! Q, y/ {" i) ]3 `

通过配置初始化结构体来设置ADC的相关信息。


" K4 s; v+ H; x3 n$ a


# c) ^- `' Q6 h6 X+ s

四.单通道电压采集0 n3 T' t7 h0 ]  p" d) ?5 L
, D) V- W1 P/ W4 o

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。

0 Y9 j8 G8 b5 V

2 w  \7 Q* _2 B" A

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。

& e, T& Q3 M' b, A+ }- ]

  1. 6 [, m. H8 y2 F
  2. #ifndef __ADC_H7 E; f- L5 p0 x5 W, c# U( N
  3. #define __ADC_H
    $ }( v6 g$ q' r, y0 J

  4. 6 L% E+ |8 ^, F5 L8 `/ L
  5. #include "stm32f10x.h"
    2 I$ @7 k2 W; p% a, e4 G0 e
  6. 2 O# K( k' o$ E2 g
  7. /* 采用ADC1的通道11  引脚为PC^1 模式必须是模拟输入*/( X# j% d0 j: |' q# F
  8. #define ADC_GPIO_RCC     RCC_APB2Periph_GPIOC
    " f+ ?# m8 ?2 }. X7 Q% c% C9 M
  9. #define ADC_GPIO_PORT    GPIOC, {, ^) C, Q% b5 C( l# U* O1 |
  10. #define ADC_GPIO_PIN     GPIO_Pin_10 @, a" y. M; @- x5 @9 z0 J
  11. #define ADC_GPIO_MODE    GPIO_Mode_AIN  6 t+ _% Y: Y6 v% k6 @: v# y
  12. ; b, ~1 G2 a: \4 c8 m& B
  13. /* 配置与中断有关的信息 */9 Z. B6 w5 J, Z9 A% u, r
  14. #define ADC_IRQn         ADC1_2_IRQn% m9 }! a6 }) h" H0 C
  15. #define ADC_RCC          RCC_APB2Periph_ADC15 {1 W$ J" ?; ~

  16. 7 z6 t/ G. M. Z1 S
  17. ! }8 K/ B" y. U
  18. /* 配置ADC初始化结构体的宏定义 */, Q6 ^. w3 M% `. J# ]
  19. #define ADCx                          ADC1
    * @( _' @- F" n4 I" I
  20. #define ADCx_ContinuousConvMode       ENABLE                                  //连续转换模式& z! L" R8 }( y
  21. #define ADCx_DataAlign                ADC_DataAlign_Right                     //转换结果右对齐2 |! Y6 A4 }) D
  22. #define ADCx_ExternalTrigConv         ADC_ExternalTrigConv_None      //不使用外部触发转换,采用软件触发
    4 E$ d& ^  r) q4 d4 D+ l5 R
  23. #define ADCx_Mode                     ADC_Mode_Independent                    //只使用一个ADC,独立模式: K- M3 Y+ L" k: L; z
  24. #define ADCx_NbrOfChannel             1                                      //一个转换通道
    ! X. u2 e+ X& H( \
  25. #define ADCx_ScanConvMode             DISABLE                                 //禁止扫描模式,多通道时使用& G9 r7 n% n. `2 t/ J

  26. : N% n) |2 p/ i3 }
  27. /* 通道信息和采样周期 */4 X, k8 n# o9 L" v# K
  28. #define ADC_Channel                   ADC_Channel_11, S( D; ?( |* |; x3 B) e
  29. #define ADC_SampleTime                ADC_SampleTime_55Cycles5+ z) H1 a) x9 u1 Y; D% q
  30. * a5 V$ r- y% V; n% h
  31. % j/ b* g. i$ h  J7 E% t
  32. /* 函数声明 */
    2 v8 f8 m3 M: E; R3 x
  33. void ADC_COnfig(void);6 _6 z) B. d: G$ B
  34. void ADC_NVIC_Config(void);
    3 H7 Q# }0 L: \: Q3 D) |+ F. }
  35. void ADC_GPIO_Config(void);
    0 s" T* Q4 |: q3 G; G- u# F
  36. void ADCx_Init(void);) X4 P3 p8 v' S+ z7 C/ }/ v

  37. & @9 Z6 \* y* S( S; v: V
  38. #endif  /* __ADC_H */
    % \1 {* Y- F" N6 ^
复制代码

1 n% q0 ~/ K% S! @
) E/ R" w! \6 l
2 f9 A5 n/ \+ y4 z5 e8 u8 x/ m2.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!


' f3 a; G/ g0 C" J3 A  L

  1. 3 Y0 G) c& K9 d, d/ ^4 c2 s4 {
  2. void ADC_GPIO_Config(void)
    2 {: j- B% V0 k8 K$ q
  3. {
    - U' \, y. f) j4 ]3 f( [
  4.         GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;  p2 |  A3 A- x
  5.         RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_GPIO_RCC,  ENABLE);
    5 C" X2 U; Y0 e8 e! U, h
  6.        
    2 U# Y* r( M! f* q) {
  7.         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = ADC_GPIO_PIN ;
    6 X0 H0 T7 j0 h& ]# K7 n
  8.         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = ADC_GPIO_MODE ;6 _" ^, H& H+ `1 V8 d5 a
  9.        
    ; K9 }  p$ Y* }/ k
  10.         GPIO_Init(ADC_GPIO_PORT , &GPIO_InitStruct);
    ' l' b5 G/ [7 t% W) H  D
  11. }
    + X9 I3 Q  ^3 X, u
复制代码

" r( z4 I1 v* H7 I, f

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

+ D9 y+ L: _7 r( A7 Y+ b0 Q

. b  s9 V$ L& v1 L# o

3.NVIC配置函数
4 |% [# i& `0 ?! C; F% m' y/ y

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。

/ m$ _6 D! ]4 Q


  1. % \! l3 `. t4 V/ Z
  2. void ADC_NVIC_Config(void)/ {/ N  Q+ {# d7 q
  3. {
    # i9 E. z5 X9 N- o

  4. " h9 U5 Q8 e9 j! j
  5.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct ;
    ! X7 k$ E& y, L; O; n
  6.        
    ! X, C7 J* e- z! o" ^( ^! T
  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 */" }3 G5 O* u3 h" L/ }' j# h% B
  8.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1) ;
    - ^( Q2 d6 i: \4 I  p+ s0 n. m
  9.         - Z! w) k4 h7 E$ j& h) Z  G
  10.         /* 配置初始化结构体 在misc.h中 */
    $ U$ ^. H8 I$ l6 ?9 O% o  n
  11.         /* 配置中断源 在stm32f10x.h中 */2 v' N) O) \& n6 V
  12.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = ADC_IRQn ;
    % P4 X3 J* i2 O, m
  13.         /* 配置抢占优先级 */: \8 R- k( q1 {: }' A3 o- M' G- z
  14.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ;, u% q6 {, a% A- z$ x5 O6 u( Y% c
  15.         /* 配置子优先级 */5 N& ^2 I3 o( @2 E. f
  16.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1 ;. S: p1 M1 K: u) d1 H+ |, {
  17.         /* 使能中断通道 */9 B/ y6 o. x3 I
  18.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
    2 L* A0 z( P+ \  K1 U5 f
  19.         /* 调用初始化函数 */* \8 H4 J+ E9 |
  20.         NVIC_Init(&NVIC_InitStruct) ;
    " H; W6 d+ U$ w) g
  21. }" H' X5 _, s' }7 |2 V) R+ K
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% P2 G7 s5 C( r) m9 D/ V
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。+ m4 S6 W+ z* @" [0 ]& i. w. N9 o( ^
函数中都有详细的注释:

  1. " F7 S* L! ?6 o5 K6 b+ M
  2. void ADC_COnfig(void)
    5 u( C+ S$ z7 B
  3. {$ i- G2 O4 i& |7 d0 b7 G# q
  4.         ADC_InitTypeDef  ADC_InitStruct;
    / E! x2 \, S& l2 l) l
  5.         RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_RCC,  ENABLE);) A, s, x- W. o* ?
  6.         ( x/ e7 q% \9 N+ ?
  7.         /* 配置初始化结构体,详情见头文件 */& q. R7 L9 S# k
  8.         ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ADCx_ContinuousConvMode  ;
    ; C; R7 O/ E( h7 w) f$ t
  9.         ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADCx_DataAlign ;% @- V1 K9 H2 T5 a  n# l; V# q4 Q, e
  10.         ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADCx_ExternalTrigConv ;
    7 ?2 T/ }/ b2 X: ^9 {  u* I
  11.         ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADCx_Mode ;# A/ X9 w8 @/ |# l" t0 n  J( l/ I
  12.         ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = ADCx_NbrOfChannel ;
    ; f% `, |/ f5 _7 ^7 D" R, x7 D
  13.         ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ADCx_ScanConvMode ;
    2 ?+ r* X# A' `3 Z6 ?3 x+ ?& \( |
  14.         / e! _  C$ f, q2 q- H
  15.         ADC_Init(ADCx, &ADC_InitStruct);
    / M4 g, i9 o& o" m+ B: H  ~- ^$ q
  16.        
    6 q: C0 V# t' |6 ]3 _& [( r& g
  17.         /* 配置ADC时钟为8分频,即9M */" D  |/ e9 q; Z' ~3 S
  18.         RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
    " V" a8 |, B( z' H
  19.         /* 配置ADC通道转换顺序和时间 */
    - n+ z% N' _9 O* J: ?; J' O
  20.         ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime );# I* _3 [) P7 Y* E* ^5 y
  21.         /* 配置为转换结束后产生中断 在中断中读取信息 */
    $ ~. h5 |7 w5 ^$ ]3 {4 C' R, H
  22.         ADC_ITConfig(ADCx, ADC_IT_EOC,ENABLE);% {# M4 @1 N! E% a! h, C
  23.         /* 开启ADC,进行转换 */% y; }2 B' ]3 I+ N: {, d8 o2 W
  24.         ADC_Cmd(ADCx, ENABLE );
    0 W+ E3 o( z# q4 C7 O( o3 w
  25.         /* 重置ADC校准 */
    8 V: \8 \/ J' ]6 G8 J
  26.         ADC_ResetCalibration(ADCx);6 d8 H! Z7 u+ e# g8 w$ u# J& {. i0 p
  27.         /* 等待初始化完成 */% h7 k3 R' G' _# Z' t6 O6 F
  28.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus( ADCx))
    . J. @2 u8 u/ r# k* a* @) n8 i
  29.                 /* 开始校准 */7 O% B! V# |( k/ X+ ?1 j* N& e
  30.                 ADC_StartCalibration(ADCx);5 e2 B9 L- v$ X. ?& l, Z' D: a+ x
  31.         /* 等待校准完成 */2 [- w4 G% l8 i
  32.         while (ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));' U* U6 c: V/ o0 ~  N( ^8 N9 O; n
  33.         /* 软件触发ADC转换 */# m0 E$ y, e2 l5 z5 H; H' d
  34.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCx, ENABLE);
    & G* ]; W+ v" @" {$ R4 U. Q
  35.        
    ! L$ U/ p' f$ N- H
  36. }2 \( `" O5 A) x: T# f7 n
复制代码

& H! Y5 l: z0 k4 s! ]3 U# w

% K' n: S$ |1 Z* S. M& P3 ^5 G

5.中断函数7 B# f. j: E  O  N  |7 i  }

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.


* M& m8 w4 C3 @; z2 _# [- z

  1. ! V; y6 G0 [6 C4 a1 s  r
  2. extern uint16_t resurt;6 t, r' e  Y3 ?

  3. ! p7 I* O, i) l, E. \3 S$ h
  4. void ADC1_2_IRQHandler(void)0 G* F: N7 L* ?! y5 ?3 ?! C
  5. {! p8 P( ?: z' i8 d& B
  6.     /* 判断产生中断请求 */1 f* Y( t, a$ A- k" E* o/ E
  7.         while(ADC_GetITStatus(ADCx, ADC_IT_EOC) == SET)
    ' m% ]" b1 z* @$ Z- r
  8.                 resurt=ADC_GetConversionValue(ADCx);8 E0 u+ K- Y* X3 E3 r
  9.         /* 清除中断标志 */
      u" W6 t( h5 _# {' t9 g
  10.         ADC_ClearITPendingBit(ADCx, ADC_IT_EOC);
      d5 Q+ ]9 l  K  O7 R. n& ^
  11. }
    / Z5 u0 L7 C7 Y' N, \
复制代码

8 \7 |9 R; g: M7 }6.主函数
5 ], S1 Y" q( e: ^5 L

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。
3 {& X  j0 ^. ^) u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。


* i4 ~. B2 F. f7 L8 \


+ v6 |& `8 ^8 N

0 d4 ~% B! Y& d& P0 k# r1 r
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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