STM32-ADC模数转换内容概要：

STM32-ADC模数转换概述

STM32-单通道采集实例

STM32-多通道采集实例

6 g" [- L8 N+ s/ [, X% S

STM32-ADC模数转换概述

内容概要：

ADC简介

STM32F0-ADC时钟

STM32F0-ADC转化模式

STM32F0-ADC转化时间

STM32F0-ADC模拟看门狗

ADC简介：

ADC的作用：采集传感器的数据，测量输入电压，检查电池电量剩余，监测温湿度等。

3 E% |, |3 M" Y

ADC的性能指标：

    量程：能测量的电压范围

    分辨率：ADC的分辨率通常以输出二进制数的位数表示，位数越多，分辨率越高，一般来说分辨率越高，转化时间越长。

    转化时间：模拟输入电压在允许的最大变化范围内，从转换开始到获得稳定的数字量输出所需要的时间称为转换时间

! d$ Y( ]: `$ s; A( y4 C( t

STM32F0-ADC特性：

12位精度下转换速度可高达1MHz

/ p& P8 k+ n7 ^0 C* _6 L* T

可配置的转换精度：6位，8位，10位，12位

转换电压范围：0 ~ 3.6V，V SSA ~ V DDA

供电范围：2.4V ~ 3.6V

19个转换通道： 16个外部通道、 3个内部通道

采样时间可配置

1 |" x& Q9 O- M2 C* ~# D

ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中

STM32F0-ADC时钟：

APB时钟的2或4分频，最高14MHz

优点：不会有时钟域之间的同步带来的抖动，触发事件和转换的起始时刻之间的延迟是确定 的，从 而保证转换之间的时间间隔是固定的

缺点： ADC的转换时间和系统时钟频率相关，受系统频率的影响较大

) s+ B) M4 A! |8 C9 c

+ W( t; Y+ {2 U! T

片上14MHZ HSI RC振荡器

优点：无论MCU的运行频率，都可以保证最高的ADC工作频率可以使用自动节电模式（自动开启或关闭14MHz的内部振荡器）

缺点：触发信号的同步会带来抖动，触发事件和转换的起始时刻之间的延迟不确定

, r3 Q/ O% Z6 E2 ^. s

STM32F0-ADC通道的选择：

& S1 y3 M$ T: N* \

19路复用通道：

    ●16 个从 GPIO 引脚引入的模拟输入 (ADC_IN0...ADC_IN15)

    ●3 个内部模拟输入 ( 温度传感、内部参考电压、 VBAT 通道 )

ADC 可以转换一个单一通道或自动扫描一个序列通道。被转换的通道序列必须在通道选择寄存器 ADC_CHSELR 中编程选择：每个模拟输入通道有专门的一位选择位 (CHSEL0...CHSEL18).

+ E4 I" T0 V; g

5 E9 ~' H( [) d1 t8 w5 B- N

STM32F0-ADC转化模式：

! j( }" e/ o9 `6 T, H& c
- z: C9 X" G+ ~( Z

注：  ADC 通知应用每次转换结束 (EOC) 事件

         ADC 通知应用每次序列转换结束 (EOS) 事件。

         这些标志位都是在ADC 中断和状态寄存器(ADC_ISR)中  ADC_CFGR1可配置COUNT位 。

         每次有一个通道在转化结束之后（ (EOC) 事件），必须先读取出数据寄存器中采集的数据，然后才能采集下一个通道。

3 i2 a, \& C; D5 ^) S3 X! }7 @

4 q. ~; \2 T4 v. w* [3 E

STM32F0-ADC转化时间：

可编程采样时间 (SMP)：

      T Sampling 可配置：     SMP[2:0]@ADC_SMPR

      需要和外部电路的输入阻抗匹配，采样时间适用于所有通道

4 z" O  I. P9 P0 M+ m9 E$ X

转化的时间：

T conversion 取决于转换精度： RES[1:0]@ADC_CFGR1

1 O# u1 I6 S7 \( u
$ c3 x' k/ o0 i  _

每个通道总的转换时间等于：  T Sampling + T conversion （采样时间 + 转化时间）

转换时间快速预览表：不需要高转换精度的应用，可以通过降低精确度来提高转换速度    假设ADC模块工作在14MHz的最高工作频率下

6 r& X) ]. Z0 Y# J7 k

STM32F0-ADC触发方式：

软件触发：软件设置ADC_CR的ADSTART=1 时，触发选择有效。

外部事件触发：外部事件 ( 例如：定时器TRGO、输入引脚 ) 触发，可以设置触发源以及触发极性

1 {, j# F" N4 f# o4 u, r9 A

7 b" v2 W" ~+ t* h) A

( {! w- N& M4 ~2 I' ]: c; q

7 M9 j0 m/ `4 a0 L* `: @

STM32F0-ADC模拟看门狗：

检测待转换的模拟电压：（简单的来说就是检测到电压值不在预设的范围之内，则产生中断，在中断中设置报警等处理措施）

    电压超出检测范围就置位AWD@ADC_ISR，并条件性地产生中断      

    检测范围由上下门限寄存器指定、 12位的ADC_HTR和ADC_LTR有效值

) Q- ]5 ]) k  a3 p* V) o: g& v

模拟看门狗的使能控制：

    AWDEN@ADC_CFGR1      

    检测所有通道还是单个通道由AWDSEL@ADC_CFGR1决定      

    检测哪个单个通道由AWDCH[4:0]@ADC_CFGR1决定

/ l' O; ]- `: @( C7 h9 [/ z3 _  q

STM32-单通道采集实例
# T) C/ m* P+ s3 m/ D

实验要求：利用ADC采集光照传感器的数据，并在中断中获取采集的结果

7 Z. [( ~" Y% D$ b, u6 W: I- v% W

2 n) k$ v0 Y2 F2 ^
% T7 D1 J' `0 q% k

注：光敏电阻光强越强则阻值越小

过程如下：

& C) G1 U3 c( H- v* T6 a

1 z9 _" f9 G0 h$ w1 \
0 y0 ?) a$ b0 W. K: {2 u/ o- ^# t

; ^1 H% o, X& n/ i$ }. k6 K
5 F" R% f) x  u' p

. S$ S' k8 E' o- h
& s- r: M3 g" |7 S5 A

! h; {" ^9 y6 f: I1 |

main.c中启动ADC并使能中断

/ z$ Z$ i5 Y6 Z8 ]( O5 QHAL_ADC_Start_IT(&hadc);//启动ADC转化并使能中断

追加到回调函数（可以在向量表中开始追加，也可以在中断程序文件中（.._it.c表示的就是中断程序文件）追加）

main.c中重新编写fputc函数，adc.c中重新编写回调函数：

1. 
   4 z; N: l4 K; k
2. int fputc(int ch,FILE *f){       
   , w, }0 ~: G6 I- i) G1 o$ Q# h
3.     while((USART1->ISR&(1<<7)) == 0);       
   
4.     USART1->TDR=(uint8_t)ch;
   
5.     return ch;
   5 F1 I6 b+ i6 f# I9 s9 \
6. }

复制代码

1. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
   " w! H& l* [# K! K! f/ m( f, I
2. {
   " e' T0 W: }0 D
3.         uint32_t light_value;
   
4.         light_value = HAL_ADC_GetValue(hadc);  //获取ADC中数据寄存器采集的值
   
5.         printf("light_value = %d\n",light_value);
   
6. }

复制代码

测试结果：

& D9 l- J- l" O$ m* _" M

STM32-多通道采集实例

实验要求：利用ADC采集按键以及光照传感器的数据，并在按键中断处理程序中打印采集的结果

原理图分析：

实验过程：

1 Y! Y1 h& O8 x1 f) |, c1 |: w; h
4 E! c$ d+ Q1 R$ Y6 N

1 I/ j0 o# r+ Z4 |- Y" x' n
* D' N& C- ~1 w( r" B2 o

% S4 u6 ]6 u2 d1 P$ Q
1 E( [) X! F5 I" Q' K. z- a0 W) l

配置ADC功能，因为是由按键中断进行采集，所以配置可以随便选择

打开按键中断：

导出工程：

5 ?( h; n- V5 r: k
% p" l7 F$ u' H

6 A& |4 ~  j! d1 G+ A4 }. l  F  h

追加到按键中断回调函数

' u+ }3 z( F+ a1 t7 w

gpio.c中重新编写fputc 和 回调函数，添加必要的头文件：

8 Y% w7 w  Q! L

* ~# z; y7 M2 d4 s* D( o) Q

. I6 |. v8 z. x) V' [4 ^+ r6 M

1. #include "adc.h"
   " X* k* e) C, _& L& }
2. #include "usart.h"
   7 m# s: Y4 v/ {
3. 
   , ?( \6 M9 I5 _# Z9 N
4. int fputc(int ch,FILE *f){       
   
5.     while((USART1->ISR&(1<<7)) == 0);       
   
6.     USART1->TDR=(uint8_t)ch;
   
7.     return ch;
   
8. }
   
9. 
   
10. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    5 q0 w" k7 k  h9 m5 t" P2 X
11. {
    
12.         uint32_t temp = 0;
    
13.         if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_8)
    
14.         {
    8 u) X6 Y/ P1 I0 p$ G
15.                 HAL_ADC_Start(&hadc);   //启动ADC
    3 M, ?! ?" D9 P7 `+ J0 u
16.                 while(!(hadc.Instance->ISR & (1<<2)));//如果ADC的状态寄存器中的EOC置位，则表示当前通道转化结束
    
17.                 temp = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
18.                 printf("key adc value = %d\n", temp);
    
19.                 while(!(hadc.Instance->ISR & (1<<2)));//如果ADC的状态寄存器中的EOC置位，则表示当前通道转化结束
    - E5 I+ T7 U5 p
20.                 temp = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
21.                 printf("light adc value = %d\n", temp);
    
22.                 HAL_ADC_Stop(&hadc);  //关闭ADC
    
23.         }
    / o6 r$ `2 X6 e
24. }

复制代码

2 ~" i% {6 Q2 g8 m4 q0 w4 }+ Z1 R

4 [& h, s/ x6 G2 ^" T/ V% C

测试结果：

7 V/ G$ `% Y- V( r6 h

/ \' D" [; A; u

利用中断和ADC识别五向键，即五向键任一按键拨动时能通过串口打印出是那个按键

- F/ ]- b/ T2 P( L; t; C
" j+ K2 K, s" }- a; R# y4 w

8 _, y2 g! F; w" B" x' w
  k4 J+ a% v6 o/ i* _; x
9 j( Z. U" P" W& @. j; s3 P( h

8 X- O, b7 U/ d! ?, E

/ T1 p8 H' [+ D$ u4 e' h

' I+ d+ B/ S3 B! y; s- w

1. 
   4 y0 x% ]+ ]3 b7 Q; x
2. #include "adc.h"
   
3. #include "usart.h"
   
4. 
   : _& g, S/ Y9 f! H4 u
5. int fputc(int ch,FILE *f){       
   
6.     while((USART1->ISR&(1<<7)) == 0);       
   , z  A7 w+ n7 j+ \& I$ h3 G& s
7.     USART1->TDR=(uint8_t)ch;
   
8.     return ch;
   
9. }
   
10. 
    
11. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    6 E2 r9 {7 Z. O$ P1 M1 t1 A$ [
12. {
    0 v# ]" l* g9 ~
13.         if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_8)
    
14.         {
    - M6 s) n/ H* |. V
15.                 uint32_t data = 0;
    
16.                 HAL_ADC_Start(&hadc);
    3 q1 U6 ~2 l. p$ F) ?' e0 s7 f
17.                 while(!(hadc.Instance->ISR & (1<<2)));
    * e+ n7 Q! e! e, Z" ~: U
18.                 data = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
19.                 printf("key value = %d    ", data);
    
20.                 if(data > 0 && data < 500)
    
21.                 {
    
22.                         printf("下边的按键被按下\n");
    
23.                 }
    
24.                 else if(data < 1600)
    & a) N& v' \2 H$ [9 D
25.                 {
    
26.                         printf("左边的按键被按下\n");
    ! W5 W+ J& \& P9 k9 c
27.                 }
    " k% m8 |7 R' N- Z+ C% O2 O. S
28.                 else if(data < 2200)
    ! b/ v8 r' y, N; p8 W
29.                 {
    
30.                         printf("上边的按键被按下\n");
    
31.                 }
    * R/ u4 I# J* s* ?6 M1 t
32.                 else if(data < 2700)
    
33.                 {
    2 L! E# h- ^( \
34.                         printf("中间的按键被按下\n");
    6 ?( ]+ B; i9 l0 r1 U# ]' H2 E3 s
35.                 }
    
36.                 else if(data < 3100)
    
37.                 {
    
38.                         printf("右边的按键被按下\n");
    / N& s7 e  h, `; A9 R' c% w
39.                 }
    ! N$ H  N1 m1 ?& i7 D) U
40.                 HAL_ADC_Stop(&hadc);
    ' C% h* U  c4 q+ ]
41.         }
    ) U$ R( ~6 p& j2 i
42. }

复制代码

实验结果：

2 L( w6 k2 _" R

1 Q" `7 {0 o1 D# u9 `