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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:


0 V4 {$ ^7 R, }# X! A( M) |

1_meitu_5.jpg
  _# |/ l2 a# o# Y/ ~5 H! R+ n
- ]' X; j: f) C

" U: r+ o1 W  Z/ P* m功能框图可以大体分为7部分,下面一一讲解:8 K7 K7 T" Q% X$ Y- [  ~

" B! `$ Q( I: R+ X+ F$ g) |3 u3 W/ @

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。


- S. S: X  p! U+ P8 e0 v; q6 ~* ~

2.输入通道2 ^5 u# c& b7 J) Q, D: F2 w- J! d

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:

; a, u" r& v1 E6 Z5 j! x

2.png
2 c0 s( ^) ~# A+ h6 O- H- N9 j
. g4 w+ x$ p, Q2 m% v$ B0 U
9 I/ W; m% N, M
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。
& I! ]$ ?. N4 a  s. ^0 \1 M# r

! T4 t* _6 w. C  E( m+ c
ADC的全部通道如示:


0 N6 x! u) ~, x0 L# `- F

3_meitu_7.jpg
, C/ }. E% g7 p: g2 {/ j* ]

! f/ ?9 W4 z% l1 m6 l7 k: T

# n2 C# |( @% Q9 Y9 Y1 l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:
) Q- n7 Y1 f8 k" }  N  K


2 @$ G& S9 P9 e8 \: w6 ]规则通道% n- D0 s9 `3 e4 P4 f, R) J
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。6 m* g2 S- c- w) O) J% Q
注入通道
& I7 Z2 W5 v" T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。

  S- p/ i* X4 Q/ _1 v; I/ }- c

3.转换顺序. ]$ h5 J1 c8 N

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( d6 S# ^/ U/ _
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:


1 B6 j3 K: e, |) C7 l

4_meitu_8.jpg

3 ]2 c/ T1 G. u  q  H' [0 M9 X

' }1 q; r0 m( l9 h7 O7 w) ~

3 U1 o$ f  S  R通过SQR1寄存器就能了解其转换顺序在寄存器上的实现了:1 x  o: p: }( G8 ?2 W! E- q  ~. J

8 k& b& h0 O1 ?

5_meitu_9.jpg
: h* T) g; D7 }$ r1 l
8 L- C9 t# E# E  [
" q. D5 t* _( v/ t0 |. b
9 N$ x4 P- t: X5 y7 Y$ k

注入通道转换顺序

3 h3 [7 I1 s, X1 w7 |
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:


# F' {3 K* h7 a% k9 p9 D

6_meitu_10.jpg

* e9 c7 c0 D. b% H2 o
! w& [) d; b2 N8 d+ c' `

) ?5 O, t: W: E7 L; a  f( a- h$ E  b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。) p, K7 ~! W+ [5 z6 a2 ?9 l


# L. a' @0 y8 K3 W# h  y0 f2 M9 E# O配置转换顺序的函数如示:

7 J$ o" x3 _% C8 e4 {5 z1 p# q$ n


  1. % g& `5 L# n/ Q' K! Q& U" b( m& o
  2. /**
    4 C; {0 n) \+ Q" p( q) `1 x
  3.   * @brief  Configures for the selected ADC regular channel its corresponding
    2 E" t- N( f- l9 A3 z& c
  4.   *         rank in the sequencer and its sample time.
    . v1 t  z2 T( H' z" C2 }% {
  5.   * @param  ADCx: where x can be 1, 2 or 3 to select the ADC peripheral.
    2 `% J- `+ y  G2 x# K& N7 X
  6.   * @param  ADC_Channel: the ADC channel to configure.
    9 {8 O  d) R0 P  G, v8 B' A
  7.   *   This parameter can be one of the following values:  K- m5 k/ Q( H4 E& ^" _
  8.   *     @arg ADC_Channel_0: ADC Channel0 selected
    : ~, q. r1 s+ T! E
  9.   *     @arg ADC_Channel_1: ADC Channel1 selected5 T% o% V; F) h% M" O  {. Z, R
  10.   *     @arg ADC_Channel_2: ADC Channel2 selected
    0 i6 y2 y( Z, ]6 U4 A
  11.   *     @arg ADC_Channel_3: ADC Channel3 selected
    1 ~1 i# e8 V; K9 u& x
  12.   *     @arg ADC_Channel_4: ADC Channel4 selected7 W  S" V$ |4 v
  13.   *     @arg ADC_Channel_5: ADC Channel5 selected- V% u' f* ]$ v9 Q' g1 K
  14.   *     @arg ADC_Channel_6: ADC Channel6 selected' r1 D/ i/ R( H; j) a4 D
  15.   *     @arg ADC_Channel_7: ADC Channel7 selected8 D% L, C$ E. _) U$ x! c/ j
  16.   *     @arg ADC_Channel_8: ADC Channel8 selected
    9 q8 _( e# R! K$ U9 c
  17.   *     @arg ADC_Channel_9: ADC Channel9 selected9 _8 u* n7 G- P. E
  18.   *     @arg ADC_Channel_10: ADC Channel10 selected. S- F$ G$ X% n% ]" U
  19.   *     @arg ADC_Channel_11: ADC Channel11 selected
    5 B# A6 t) S. }2 _5 U' c
  20.   *     @arg ADC_Channel_12: ADC Channel12 selected
    % J; S' K/ {/ P' o& b
  21.   *     @arg ADC_Channel_13: ADC Channel13 selected3 I4 K: i$ c' l, c3 J
  22.   *     @arg ADC_Channel_14: ADC Channel14 selected( s3 A% s( u! y! z. B# T6 E) c
  23.   *     @arg ADC_Channel_15: ADC Channel15 selected
    ; y3 V2 _* @0 D( ]3 K
  24.   *     @arg ADC_Channel_16: ADC Channel16 selected
      m. n8 j, {" w% Q5 W
  25.   *     @arg ADC_Channel_17: ADC Channel17 selected9 {- l' t" @. c1 {
  26.   * @param  Rank: The rank in the regular group sequencer. This parameter must be between 1 to 16.
    * x- W: \  F( n
  27.   * @param  ADC_SampleTime: The sample time value to be set for the selected channel. 0 l1 n) G- G/ U& J7 `( Y
  28.   *   This parameter can be one of the following values:$ U! I- B7 _5 U7 p+ k% \, E* B/ O
  29.   *     @arg ADC_SampleTime_1Cycles5: Sample time equal to 1.5 cycles# x! R/ L; u' K- v3 A/ M
  30.   *     @arg ADC_SampleTime_7Cycles5: Sample time equal to 7.5 cycles" Z2 J; l  k+ j
  31.   *     @arg ADC_SampleTime_13Cycles5: Sample time equal to 13.5 cycles. G' V- h) T! @6 C
  32.   *     @arg ADC_SampleTime_28Cycles5: Sample time equal to 28.5 cycles        # v: q2 T% [4 b/ W2 _: E& a" T
  33.   *     @arg ADC_SampleTime_41Cycles5: Sample time equal to 41.5 cycles        + F3 \4 _- k, R7 A. y
  34.   *     @arg ADC_SampleTime_55Cycles5: Sample time equal to 55.5 cycles       
    + h7 X) i( z0 Y8 S3 H
  35.   *     @arg ADC_SampleTime_71Cycles5: Sample time equal to 71.5 cycles        ) V! P# f- P, V/ W( H1 ~* l
  36.   *     @arg ADC_SampleTime_239Cycles5: Sample time equal to 239.5 cycles       
    $ G8 Q1 Z- L& A" Q
  37.   * @retval None! y  B. s; l- I7 r+ X& X
  38.   */
      Y3 n* S6 Z, R) e, J: m4 s# y2 J( T
  39. void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)- B  S, L1 |% S* I3 x
  40. {0 m& b8 q& p+ s/ h
  41.   函数内容略;
    + f# ^. }  M9 H' Y" ~
  42. }8 e' \1 N# W( q6 y- ~3 g
复制代码
$ f! a4 I" F2 O, ?
4.触发源3 x5 t$ ^" |/ ]# [$ r: `& ~/ I

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 y% ?' x! {* w* E, V" D, R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。8 P; h; h3 R( F+ p7 E
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。7 a! R) k* O9 r
ADC_CR2寄存器的详情如下:

) U7 H( L/ F0 ~; k" K& t

7_meitu_11.jpg

. Y) e$ T6 p1 B% t- y1 `5 C

5 k$ \: y7 d" j0 b

/ D# N' B7 C$ ~3 X
8_meitu_12.jpg
" T/ A9 V/ i7 d% h' ]& f; ?
8 \- Y, s3 |* Y! [2 h' d
9_meitu_13.jpg
, |4 q( N' t! \( w8 Z6 y

( P" S# u( w6 K/ p. m8 T% j
& K2 E+ D& R  [$ Y1 w5.转换时间
/ O6 Q9 i5 h, V4 @* Y, X! m

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。


$ P) g) A' X  X/ K( V6 n6 L8 `输入时钟
/ |( F: W& l: w+ 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。
. H( E: B, X6 v: n- S6 ?8 n3 Y采样周期% Q9 Z" S9 p/ y& N& `) Q
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.
* ~) ^7 P8 o! C转换时间2 O4 C& z. a) A" G
转换时间=采样时间+12.5个周期2 w; ]* T0 L- G# C* ~
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。


1 C. H7 K7 ]) j

3 q' c7 j( f4 Y/ P" G

6.数据寄存器
# x& C* T$ h/ c8 R2 K8 J

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。

' V5 T" o( q. c" d( t; q
规则数据寄存器1 q. C2 X1 ^; p6 S2 c" N& a
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。


8 P" G; G4 a% v9 v# F; ^

10_meitu_14.jpg
# o/ }' P/ |" Y( c
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 a! g1 F: J8 T' e5 V( ~- y

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。' d; D7 p; B1 B2 V- q$ x
DMA的使用之前在一篇博客中介绍过:DMA介绍

注入数据寄存器
, ?; V/ o, i9 R+ a) l, q& t$ {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。

. o7 X) Q9 b6 \6 W5 ^

11_meitu_15.jpg
* q1 b% a8 _& n/ C# s+ V1 }" q

  L$ ~  X7 ^& t2 Y

2 R; y3 X( s; f, [. A  C6 Y$ `% M% [6 C/ q5 H- C$ c0 P
7.中断0 K' l$ c- n, S' S
12_meitu_16.jpg
- u$ R& C" Y: I7 J( D( A% z

8 O6 K% ~. d6 v" _* W5 f/ K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:! ]" j- g$ D$ w- O* u0 L3 b
规则通道转换完成中断
8 Z; U8 U" ]) q/ D9 {; K6 Z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。0 R1 `1 G6 t9 q
注入通道转换完成中断" d  g4 N4 i0 V% }2 v% b
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。& H& C% X2 a" l; g  b
模拟看门狗事件
) Y* d. y" {  t- y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。) A, Q: S+ _, b0 E
以上中断的配置都由ADC_SR寄存器决定:
' D& F, |6 w5 ~, g/ p; `' c/ e/ q


, n# c, V- y! ?" A

13_meitu_17.jpg
7 V' n4 y* p; n2 s- K% U
. x: i& P! p+ ^

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 E5 x1 y5 F" E' @* G, `' Z' o

8.电压转换5 D$ }( C. r2 |9 G

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:
/ G6 B$ ~2 {# f4 @& R5 ^y=3.3* x / 4096


! x$ b9 W8 c' U$ S

三.初始化结构体
4 C+ v0 @& q* C! D7 Z2 q

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:

7 y/ S/ p/ ?  o$ g3 @

  1. / b1 X# P9 Z0 r8 _
  2. typedef struct7 o( F4 J; p- T' l2 C
  3. {: d% m7 q- _! c  |; Q
  4. uint32_t ADC_Mode; // ADC 工作模式选择
    & g8 ~) Q, S8 j* z& c8 D( s
  5. FunctionalState ADC_ScanConvMode; // ADC 扫描(多通道)或者单次(单通道)模式选择
    1 X' R* A; B. L- _- z* T" e
  6. FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; // ADC 单次转换或者连续转换选择
    2 p" T- i1 Q! N% [9 u# Y: a* o4 u
  7. uint32_t ADC_ExternalTrigConv; // ADC 转换触发信号选择, Q7 ~+ A& z- \/ b0 O( @
  8. uint32_t ADC_DataAlign; // ADC 数据寄存器对齐格式; M! h1 Y. {& c) s' O
  9. uint8_t ADC_NbrOfChannel; // ADC 采集通道数% O$ Z; u9 q! @+ R$ J5 X- F
  10. } ADC_InitTypeDef;
复制代码

0 L: Q/ O% d& _" U

通过配置初始化结构体来设置ADC的相关信息。


; l# [2 S" }7 w  ]

* Q1 o. C5 z4 f+ l9 y

四.单通道电压采集! o1 g( Q* E, |( h$ z  U; |

7 p$ a" Z" @1 i7 Z5 l

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。

( d( B/ P* o/ M1 w9 K


5 `  R. K! e% s( z1 {2 u1 X7 w

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。


2 G& \' J8 K; Q5 Y


  1. ; _( r' g/ ]# Q0 J
  2. #ifndef __ADC_H7 o) n  \/ a3 A7 R
  3. #define __ADC_H
    ; F# l: V  f* j  R7 {2 N

  4. 4 q: n: Z8 ]. I
  5. #include "stm32f10x.h"7 l3 w' ]& J$ S2 Q0 e0 C

  6. 8 d3 y: q0 E  S1 o" {
  7. /* 采用ADC1的通道11  引脚为PC^1 模式必须是模拟输入*/
    - U) {9 T9 V, J* T7 [
  8. #define ADC_GPIO_RCC     RCC_APB2Periph_GPIOC2 F6 B% `7 K7 ^3 [$ n& S
  9. #define ADC_GPIO_PORT    GPIOC
    6 l! v6 f8 q& B  A
  10. #define ADC_GPIO_PIN     GPIO_Pin_1
    ' \1 S7 y4 K. B3 s! W6 G6 o
  11. #define ADC_GPIO_MODE    GPIO_Mode_AIN  . |8 ^3 L2 p4 |8 Y5 @+ @

  12. ( ^$ C+ B+ m* t9 w% Q0 R# j
  13. /* 配置与中断有关的信息 */
    5 N' \5 u) ~8 s  }
  14. #define ADC_IRQn         ADC1_2_IRQn
    $ x3 }$ y( o  d! o; i6 _3 R. r
  15. #define ADC_RCC          RCC_APB2Periph_ADC1
    ) x: {) a5 U1 E, Y' D- c& ]

  16. , _; r! c2 A7 `$ x! I3 x/ P

  17. % i- y; M; ^0 q* `
  18. /* 配置ADC初始化结构体的宏定义 */4 ~; _; w- I$ l4 ]% p( U
  19. #define ADCx                          ADC1
    + k& |' H+ ^) n* }- Y/ G& ~: `6 j+ V
  20. #define ADCx_ContinuousConvMode       ENABLE                                  //连续转换模式2 F3 l5 J2 q" x6 U7 Q5 t
  21. #define ADCx_DataAlign                ADC_DataAlign_Right                     //转换结果右对齐
    : e) t' V- p5 N4 `6 x* f: D- r
  22. #define ADCx_ExternalTrigConv         ADC_ExternalTrigConv_None      //不使用外部触发转换,采用软件触发5 `* m! P& T+ }- W1 r1 f
  23. #define ADCx_Mode                     ADC_Mode_Independent                    //只使用一个ADC,独立模式' k! K3 _9 @& k* Q0 I; w
  24. #define ADCx_NbrOfChannel             1                                      //一个转换通道
    ) r1 ~' B) h& p
  25. #define ADCx_ScanConvMode             DISABLE                                 //禁止扫描模式,多通道时使用) w9 R) H  G8 Z- ], \3 A& b
  26. , `+ B8 K6 U) a* J. C
  27. /* 通道信息和采样周期 */( O+ b  _- \' x, k3 g; E# e$ q
  28. #define ADC_Channel                   ADC_Channel_11
    , W( r1 J7 F) s  O
  29. #define ADC_SampleTime                ADC_SampleTime_55Cycles5& G, b) O) G! e. O2 f3 }4 s

  30. + ~5 V7 x' V6 y; A9 r& S3 X9 ]% S

  31. , q  L$ f2 o" \# X# ?
  32. /* 函数声明 */
    & n8 }  b4 X8 m7 k* i. w: u
  33. void ADC_COnfig(void);
    5 g0 O* m: n- b1 B% J( C
  34. void ADC_NVIC_Config(void);; _& m/ K( m, ?, \# h
  35. void ADC_GPIO_Config(void);
    ! k6 K! j- E. D3 L& Q7 w2 s
  36. void ADCx_Init(void);
    & t. _* ]7 N+ Y- N" X
  37. 1 D- ?; v9 h$ ]6 b
  38. #endif  /* __ADC_H */% |) J# k7 W' K- `, g
复制代码

! z7 h2 k) Z, y+ [& D+ h3 ~  E- _' _/ w* K. I& J2 X+ u
5 ]; D. X* [7 _' v: r% H
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!

7 Z2 S4 K; T& J! F

  1. - t( f* p# ?! R* I) r. Y
  2. void ADC_GPIO_Config(void); F" J! r! U( }; }
  3. {
    & q# R% E& X8 R7 V
  4.         GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
    5 Y2 {: E. A, s
  5.         RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_GPIO_RCC,  ENABLE);
    . W1 n- ^0 q' `# C2 u7 t$ J
  6.        
    ; h* h, F/ P. r) E
  7.         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = ADC_GPIO_PIN ;
    " d$ I. T2 T2 \6 P
  8.         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = ADC_GPIO_MODE ;
    9 F& a6 i- ~- J( M" l
  9.        
    6 ]" P/ P- [9 A1 {& X
  10.         GPIO_Init(ADC_GPIO_PORT , &GPIO_InitStruct);
    $ G4 p# ^1 K2 z2 `
  11. }# n5 C6 p; i# W1 Q1 r& q2 Z2 U& g
复制代码
1 R: V$ U2 f. }& c: E

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


; c. W" E/ v9 `9 T2 }+ P8 F& X  m8 T! ^

/ K" w* |9 }* o$ {' e0 B

3.NVIC配置函数/ D7 u# ?2 [$ b5 i1 r+ ?" [" j

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。

) t( z+ f, u% {$ Q+ K9 j+ p

  1. * v- S/ p' F$ }
  2. void ADC_NVIC_Config(void)- r/ o! ?$ [0 S2 W) I; L4 P( l5 D
  3. {( i; h$ P. v0 W: h' I; t
  4. ' H+ ^% Y: J# ?+ o; ~6 E+ H* m
  5.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct ;7 l- P$ {- G8 n* Q7 _
  6.         ' e$ u3 @8 }- t4 H$ V% m
  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 */. y# h# Q( V4 d- P, u' V
  8.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1) ;
    0 g, v4 `# b1 i1 g- g
  9.         - _$ B: w2 h& [
  10.         /* 配置初始化结构体 在misc.h中 */
    * _6 A  ~. v4 ]% _0 S
  11.         /* 配置中断源 在stm32f10x.h中 */; ^* _% ~" L/ v! j( n
  12.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = ADC_IRQn ;2 v; Z- k" z0 w8 Y6 O, o3 `4 D
  13.         /* 配置抢占优先级 */
    % i' y6 J! N, q1 \. w
  14.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ;
    + S% t% I5 v, a6 k# s
  15.         /* 配置子优先级 */6 R( r# e9 n# y' r: ^5 b
  16.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1 ;8 E7 O  t" E+ e: k
  17.         /* 使能中断通道 */8 V! `/ D/ ^9 g6 a% B6 h+ I- M! h
  18.         NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
    : z; _7 m, Z5 R/ E
  19.         /* 调用初始化函数 */+ q+ M3 O4 u$ f
  20.         NVIC_Init(&NVIC_InitStruct) ;, p7 b! \; x: O& J
  21. }. M2 s& `6 f8 h$ B
复制代码
# l( z5 A1 i! M
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。
5 N1 M$ F" F5 u, `0 P" R函数中都有详细的注释:


  1. ; l- c$ E- \" i3 S0 v+ z
  2. void ADC_COnfig(void)
    # f7 {, J1 _7 _/ P8 T/ L
  3. {
    + w+ H1 t  n9 {" u* J2 z
  4.         ADC_InitTypeDef  ADC_InitStruct;
    0 y8 l; w2 [9 x3 g# |/ Y
  5.         RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_RCC,  ENABLE);3 K3 h* b$ d1 M
  6.        
    5 e* W: c& ]% I  }6 s9 O6 c
  7.         /* 配置初始化结构体,详情见头文件 */! T0 D5 c# e7 r6 |& p5 @) f, D1 i7 y% \
  8.         ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ADCx_ContinuousConvMode  ;1 T* d# h( ~0 K" u/ ]$ z
  9.         ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADCx_DataAlign ;
    5 K. f9 W7 r( H& c$ I6 H* a2 `
  10.         ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADCx_ExternalTrigConv ;1 Y0 \3 E! r4 M
  11.         ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADCx_Mode ;
    6 b* ?4 S5 z# C" S
  12.         ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = ADCx_NbrOfChannel ;
    ) I# M8 J- K) n
  13.         ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ADCx_ScanConvMode ;! a6 l/ x+ w7 Y" p: m; W
  14.         1 u% \) W' r# }. Z; L  f
  15.         ADC_Init(ADCx, &ADC_InitStruct);
    0 I! ?2 I( @# g2 H0 A
  16.         4 E' U/ D2 Z! D. t; Q# }/ R& u
  17.         /* 配置ADC时钟为8分频,即9M */
    # Y. V" w& X' }4 R5 d( U
  18.         RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);! A& v' @: f  t
  19.         /* 配置ADC通道转换顺序和时间 */; w3 t% Y7 E8 V; U2 X6 l
  20.         ADC_RegularChannelConfig(ADCx, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime );
    " {" h0 d: `& Z
  21.         /* 配置为转换结束后产生中断 在中断中读取信息 */
    * b# u. g4 f: q- U  K
  22.         ADC_ITConfig(ADCx, ADC_IT_EOC,ENABLE);
    ( Z" p: b9 [0 X4 n. a8 M9 T
  23.         /* 开启ADC,进行转换 */
    ( n5 E) J0 |5 D% e0 G: Q
  24.         ADC_Cmd(ADCx, ENABLE );) I/ ^; \6 h/ Y
  25.         /* 重置ADC校准 */; {( K4 h6 |+ f$ e: R) w- y
  26.         ADC_ResetCalibration(ADCx);9 I4 ^- L& L# A# \# ~! ?
  27.         /* 等待初始化完成 */
    , ]9 s1 s3 L# k  U
  28.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus( ADCx))
    & Y- V. n6 F& @. ?4 l& y
  29.                 /* 开始校准 */! e$ M0 S- K4 i7 Z2 W' u
  30.                 ADC_StartCalibration(ADCx);" A! S7 Y" V2 e8 O
  31.         /* 等待校准完成 */( ?1 Y" i7 F& Z; L9 g$ x
  32.         while (ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));% H* ~7 F; [8 G! C' Q
  33.         /* 软件触发ADC转换 */
    8 I6 R; N1 c, P
  34.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCx, ENABLE);" a7 d; g: U+ G$ n+ ]
  35.        
    5 G1 ]' B3 B1 x+ Y- K
  36. }
    2 `" {; Y& H* W5 ^& W
复制代码
$ @' n2 A1 V# H5 d* B


! a  e* e; t+ ^4 Y5 s. P9 X

5.中断函数' U+ M/ ]- [3 }+ Q2 M" j& L  I7 W2 O/ h' w

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.


2 C1 O: k# I& j

  1. 1 ]; P' R, }. b' g
  2. extern uint16_t resurt;# y: M9 Q( e. Z, Z- A* Z0 o

  3. 6 q+ Z! ?/ D3 l
  4. void ADC1_2_IRQHandler(void)5 ]/ x; o/ a5 s, E7 C! n/ `
  5. {- l2 r: Z5 _+ X
  6.     /* 判断产生中断请求 */
    + x* B) R1 f/ r8 F( y/ X( ?+ u
  7.         while(ADC_GetITStatus(ADCx, ADC_IT_EOC) == SET)
    ! l+ k) U9 y8 G) ?' l) a8 l
  8.                 resurt=ADC_GetConversionValue(ADCx);- j: t- f" p. Y1 t' l7 e: z
  9.         /* 清除中断标志 */
    : h" i3 v2 q# a# G
  10.         ADC_ClearITPendingBit(ADCx, ADC_IT_EOC);
    " w* J/ g9 t7 R4 I& a
  11. }
    ' Q8 j: ?7 Q. {
复制代码
5 K6 z$ x' S3 [4 {2 g- ~. w: Z
6.主函数0 s1 A1 I* [# _+ f6 _

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。& K; o% M% h; d/ p2 Y3 e4 ?; m
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。

# y7 Y' d' y, N6 ~3 p

/ V% e! ]" S0 D- y+ T2 L0 T

9 }+ w0 N; {: b$ f
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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