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【经验分享】STM32 ADC 测电压

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-22 10:24
1. STM32F103 ADC
本例使用STM32F103芯片的PA1引脚测试模拟输入的电压值。
查看文档《STM32F103X.pdf》第31页,引脚定义图:
5 Z' ~0 t' u7 c3 q
111413284267154.jpg

# o+ U7 `  J5 h
得知PA1使用ADC1的通道1。
查看文档《STM32F103X.pdf》第13页,时钟树图:

8 p+ u1 ^2 C# ^6 M% q
111413298174397.jpg
8 x$ R. k+ t1 t. j, j0 O7 A
得知ADC1可2,4,6,8分频,又ADC输入时钟不得超过14MHZ(参见STM32参考手册RM0008第11章ADC)。
  1. //初始化ADC" o" S4 g! B. V5 i' ^$ c
  2. //这里我们仅以规则通道为例
    ) V$ K% C% E! F7 ]9 f4 r4 l
  3. //我们默认将开启通道0~3                                                   - d8 i+ G: d/ h; d- A: x7 k4 t
  4. void  Adc_Init(void)$ x* c/ i( U% D: Q$ c/ }
  5. {     / Q" |: f. z) j  H
  6.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
      K4 v1 [7 o8 A" d! k& d
  7.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    + _( `' A' w6 E) v, ]
  8. * M: ~/ G) i: W3 K  G
  9.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );      //使能ADC1通道时钟
    0 n& I9 ]$ k9 U' ?

  10. ) D- S! X) d" j+ X7 m, Q+ x+ V

  11. * \- |. w* N4 V$ c% U; c
  12.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    2 R; V5 \4 `) W$ ~

  13. / O1 k: \2 J6 C
  14.     //PA1 作为模拟通道输入引脚                         . w( m/ |3 U& Y& }# I+ ^# t! O2 H8 `5 V
  15.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;; o9 i2 k' f% X1 p. T
  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;        //模拟输入引脚9 J3 w7 b* M, K
  17.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);      [9 A+ s* d& y
  18. / x" m4 h2 q/ j* t
  19.     ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值1 ?4 ]+ `! Q! Z( h  H9 n/ ]" n; e7 e

  20.   N, e1 W/ x+ G6 D# f
  21.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;    //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式- }# i& T. i1 h* R! y
  22.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;    //模数转换工作在单通道模式6 g0 e* q& M0 b9 F+ i. q8 d2 v
  23.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;    //模数转换工作在单次转换模式
    6 f! g) k$ d3 ~! x- Y* [
  24.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;    //转换由软件而不是外部触发启动* p% R) H" {5 Y2 z& e3 m
  25.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;    //ADC数据右对齐& O/ r) L( c5 `7 {: ^. @9 X( ^
  26.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;    //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
    3 i. ~4 i' S3 X+ h# i) Y9 Q( R
  27.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);    //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器
    4 K. f- E. J- q: Q- \( w$ }
  28. , g9 I2 {. K3 h# d
  29.       ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);    //使能指定的ADC1
    + `5 p2 ^* l! }# L: M
  30.     ADC_ResetCalibration(ADC1);    //使能复位校准  
    # p% m7 J* a7 ?  m/ V2 ?9 x2 I6 Z
  31.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));    //等待复位校准结束
    ; N. v+ D% c6 P+ N% O$ ~
  32.     ADC_StartCalibration(ADC1);     //开启AD校准
    $ X5 v7 K5 M  h$ g% Y! n
  33.      while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));     //等待校准结束6 l9 O4 R/ w. B1 @" X7 d1 l
  34.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
    % D9 ]( v8 N+ f2 q0 ~4 ~
  35. }
复制代码
  1. //获得ADC值
    & z  ]" T( H, S, m. o
  2. //ch:通道值 0~3- N6 v. R6 a+ i. ?! I/ o9 t1 q, l
  3. u16 Get_Adc(u8 ch)   
    5 t, ~5 `6 `6 \5 ?( [3 F/ t; z
  4. {1 P) K1 {2 L2 L& Y8 r
  5.       //设置指定ADC的规则组通道,一个序列,采样时间
    : {' A* o8 R9 D) r: C/ x3 S
  6.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );    //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期                     
    % d3 ~9 a# q; {' C# _
  7.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1的软件转换启动功能   
    / \; \0 k% `7 B0 G+ l6 K
  8.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束- |5 L  |# M9 z) J3 B) l; E
  9.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);           //返回最近一次ADC1规则组的转换结果/ W7 H9 o& n" J0 x& j
  10. }
    + R6 U: o+ A7 ]; e7 w% T
  11. - y' a% n, l1 I! _% m: v. ]9 i
  12. u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
    * {- `1 X: \1 }, w
  13. {
    / b" I4 n/ a% x$ y
  14.     u32 temp_val=0;
    ) y, G2 Y! S/ C- n
  15.     u8 t;( M$ g0 w2 _7 F+ O  W
  16.     for(t=0;t<times;t++)
    % n2 T! e8 Y$ N7 R' _
  17.     {
    7 e8 p& r) }9 I$ V/ o" D2 h
  18.         temp_val+=Get_Adc(ch);8 [- x" g; s, ^6 R3 y: ?2 O
  19.         delay_ms(5);
    ' J, X+ q* i8 V& x$ T" _
  20.     }
    1 g( t6 y. Z! _
  21.     return temp_val/times;
    0 K3 i" I: t8 d! \4 R  L
  22. }7 ]! q- Q' I1 h1 X5 h( c* e& N% o
  23. 9 n. ]+ ]8 @2 R3 f( D$ q; }' n
  24. void ADCTask(void)
    ' m- N3 x0 }: i9 Y9 H5 Q4 B
  25. {! p: m: r5 p) _
  26.     float vol, adcx;
    * a+ g0 o  k/ e+ ]
  27.     while(1)
    ; ]+ L" \8 n0 Z6 k$ B# G
  28.     {
    - \; U  T: ~/ `$ b
  29.         adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);    //ADC的值9 ]) F7 r; d0 J& _4 |1 H9 L
  30.          vol=(float)adcx*(3300/4096);               //电压值(mv)# P9 Z+ X8 u$ W' W7 l" T
  31.         delay_ms(200);- P" J  q! V# i. c4 I
  32.     }
    6 m1 s. \6 A! `$ D
  33. }
复制代码

! C* v) G; D7 h4 ?8 F
2、 STM32F407 ADC
本例使用STM32F407芯片的PF9引脚测试模拟输入的电压值。
7 w2 G) ~" O, Z+ A$ O
111413303799824.jpg
7 q0 i# a1 ~7 g7 m2 B
查看文档《STM32F4x7-Datasheet.pdf》第43页,引脚定义图:
111413310208695.jpg
! ~6 e1 E* H; B
查看文档《STM32F4x7-Reference manual.pdf》第51页,内存映射:
111413317395310.jpg

  D* C! {# A* }
点击链接查看ADC寄存器映射:
111413328791394.jpg
& C6 c; k. P/ E! ?1 n& h! y' c
又查看数据寄存器偏移量:
111413337239736.jpg
8 Q% q! U) c) ?7 ]7 b! I
得知数据寄存器地址:#define ADC3_DR_ADDRESS ((uint32_t)0x4001224C)
3 J% L( C7 f6 ~
111413348175536.jpg

/ T3 C% S( t3 ^4 y& n' b" S
得知使用DMA2 Stream0 通道2映射ADC3。
  1. #define ADC3_DR_ADDRESS    ((uint32_t)0x4001224C)* v4 ]9 _% S/ _, H- B4 O" n( X6 x

  2. . J' r" ]; Y) `. J( _
  3. __IO uint16_t ADC3ConvertedValue = 0;
    * f. M) T6 {9 h
  4. __IO uint32_t ADC3ConvertedVoltage = 0;; a  e. S1 \. V5 k  X7 P9 t3 h
  5. 6 e$ `6 t+ W& ~/ [7 C
  6. //ADC3 channel07 with DMA configuration1 a8 O6 ]# D2 L& Y
  7. void ADC3_CH7_DMA_Config(void)
    7 Q( a  u% E' m
  8. {0 d% y% p1 U2 O7 Y6 X. t3 b
  9.   ADC_InitTypeDef       ADC_InitStructure;
    4 D1 c! V2 x% o+ ?: c
  10.   ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;9 O9 j" ^/ u& s8 Q
  11.   DMA_InitTypeDef       DMA_InitStructure;4 S0 v% }. V* p$ ]* I2 ^7 S
  12.   GPIO_InitTypeDef      GPIO_InitStructure;7 P' S- `2 E: ~# o6 Q
  13. ) i% `" N: o3 C' f4 _) }; x
  14.   /* Enable ADC3, DMA2 and GPIO clocks ****************************************/
    # n) l4 A* i0 u
  15.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2 | RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
    * `) S. F# }4 ]( Y* h- R
  16.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3, ENABLE);
    0 X9 [7 b: H3 n# ?. r* P0 N4 U

  17. + L" C. T$ s' x
  18.   /* DMA2 Stream0 channel2 configuration **************************************/
    7 m6 @$ F3 G0 ~$ J3 M
  19.   DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_2;  1 h5 r/ r5 _4 L! c; C
  20.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)ADC3_DR_ADDRESS;
    # c: A# q/ U* @
  21.   DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&ADC3ConvertedValue;
    ) Y7 m; l9 s& I. p
  22.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;
    % o, f& G2 W$ O1 O2 W
  23.   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;
    7 T! Q# y. c% ^- {8 V
  24.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    + k3 P5 B) m/ r
  25.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;8 g$ ~# t2 l  p4 I7 Z
  26.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;( T1 a! F& D9 u5 m- T4 u
  27.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;) U$ s: a' K0 a5 j& D& I+ }0 A
  28.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;' l" z7 f+ Q4 q% ~0 a- {- I8 U. w  h$ u0 L
  29.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    5 P7 j+ `2 G% M7 Q8 q) g: d4 Z- D5 z
  30.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         6 |( I# |6 Y: X" |. K* n0 T
  31.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;7 a1 u$ b% R- X  g* x' D% _: m
  32.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
    5 i8 d7 _" s0 G& {* H3 i' L7 d
  33.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
    7 e* Z: ^8 v- J, `& W8 g# D+ W; q* a
  34.   DMA_Init(DMA2_Stream0, &DMA_InitStructure);
    ! d8 @/ g' g+ K$ x6 `( ^( |2 V5 |7 C( k
  35.   DMA_Cmd(DMA2_Stream0, ENABLE);5 L" k, g# V* z9 o, z
  36. 8 r/ A* y) l! Q! }8 h' s
  37.   /* Configure ADC3 Channel7 pin as analog input ******************************/
    & g) d4 M- [8 C4 q+ {8 k
  38.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    2 U  t# M( u# D6 ]) l
  39.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;8 L: F1 i- e' U& i. M& t& Y& C
  40.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;; p8 T& U+ c/ ]  Q
  41.   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
    0 e$ v% W4 C+ W- z& ]* B  W+ C3 l

  42. ! |1 G. |; ?: P! p5 {8 ]1 v3 y
  43.   /* ADC Common Init **********************************************************/
    ' w, c( K5 @; N: B$ m& a
  44.   ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;0 @/ Z" s0 }% E8 u! d8 x
  45.   ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div2;
    % Y3 B% ^& [" ]
  46.   ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;. ?+ Y8 ]! P; Q' h3 Y4 y+ M: ~! h
  47.   ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
    0 b8 s& ^. i# g8 o( D' y* m& p. t
  48.   ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);
    9 M4 s, J9 C5 H$ g: Z$ g

  49. 9 ?! v* q0 p5 z1 ?* y
  50.   /* ADC3 Init ****************************************************************/* N" o3 X9 \9 Q8 ~7 b
  51.   ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
    ! _( E8 u1 @  x5 w) Z# [
  52.   ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    ) e. J7 s0 i, Q- L. L6 z, ^
  53.   ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;0 L0 x# K/ S- x7 \+ R
  54.   ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
    6 s* t& E+ W0 V- u. v
  55.   ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;9 s& {) S0 c: o( d0 l% A6 G4 M
  56.   ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    0 I; ]' h, q; a+ u! r! x
  57.   ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;/ W. t" R( F1 Z( ]3 J) x  [
  58.   ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStructure);# p+ h: U) ~" _; `! v% o
  59. 1 y" I- H4 k3 l. ]
  60.   /* ADC3 regular channel7 configuration *************************************/  X/ G" n9 C8 a/ {2 t+ U: m
  61.   ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ADC_Channel_7, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);" k  n, C- n7 z: A2 t
  62. ( f# Y1 P2 Q) C' C; `
  63. /* Enable DMA request after last transfer (Single-ADC mode) */
    / j0 z& Q0 k' s  f8 g) c
  64.   ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(ADC3, ENABLE);, n9 Z- a7 Z4 Y1 |) l7 \& s

  65. # z; {& K2 t/ b! ]) I3 n' j
  66.   /* Enable ADC3 DMA */
    . h# D" J8 l$ p, }* `+ d' Z2 F" x& K
  67.   ADC_DMACmd(ADC3, ENABLE);
    9 D7 u& i3 l  T" |" i& K' l

  68. 2 W% P8 p1 ~: h& |: B
  69.   /* Enable ADC3 */2 l0 }: u( C3 X( a/ x# w% s* S; W) }
  70.   ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);
    ( J- K! L0 s/ B- U* y
  71. }. o8 y) P; p) v% Z7 U
  72. 9 U7 @! G1 q' G9 g2 Z
  73. int main(void)4 C4 T  N" F. t$ d
  74. {
    ' _% i7 k! {5 p% ~" ]+ u
  75.   /* ADC3 configuration *******************************************************/" q0 Q3 q  r2 e8 H7 _* N
  76.   /*  - Enable peripheral clocks                                              */
    2 Z2 d; N. n5 e5 t6 A" E3 H
  77.   /*  - DMA2_Stream0 channel2 configuration                                   */% q) y* ?/ q4 \. z
  78.   /*  - Configure ADC Channel7 pin as analog input                             */3 P! Q4 N1 w( j% i+ z2 }8 J  Z2 m
  79.   /*  - Configure ADC3 Channel7                                               */
    : `* g( D& }# A) _1 ^4 z
  80.   ADC3_CH7_DMA_Config();
    - G# a. E, |9 y" ^  i0 _
  81. # h( I1 r& Z: B6 F) k) I9 V
  82.   /* Start ADC3 Software Conversion */ / E. X1 V/ R/ }, f+ j3 _: i9 ^% G" i
  83.   ADC_SoftwareStartConv(ADC3);+ A8 ]  w' G# ]) W+ c

  84. 0 `* P! c. G: W( s2 \$ c8 v! ]
  85.   while (1)
    + X, f  e; H& w8 L
  86.   {& J8 V; \0 O/ I. @
  87.     ADC3ConvertedVoltage = ADC3ConvertedValue *3300/0xFFF;
    ( K% \- ~3 L' l# O! K* x# u
  88. - P* Z( n, v* ^! S
  89.       delay_ms(200);
    $ @# {% Y# ^" p
  90.   }
    " S) B: T" c; R7 @% A' \: r3 r
  91. }
复制代码
& l2 C* G4 Q( P1 V& L

9 ?( H$ J+ Q6 _4 e" S, a- i
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