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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:
+ }- S# \% e2 Z8 j/ d8 N1 l' a" g1 e
111413284267154.jpg
) x/ U; d; T$ t8 B6 v8 y& Y/ L
得知PA1使用ADC1的通道1。
查看文档《STM32F103X.pdf》第13页,时钟树图:

; {8 u. ^# |" r  s. M1 U
111413298174397.jpg
+ ^+ H# y4 \# M' x( M
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
    4 g  ~0 u& y$ p, }5 y) B
  2. //这里我们仅以规则通道为例5 l6 Q5 W2 G# @! J$ Y
  3. //我们默认将开启通道0~3                                                   & I9 N2 F( p: P: E
  4. void  Adc_Init(void). Q- l! O" w7 ~+ H! b- Q
  5. {     
    % S5 y4 ^9 n) @4 U6 \8 P
  6.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ; e& r  ^/ k6 a$ {% s" K+ P
  7.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/ A: C4 f6 t( n# A5 Z
  8. - o8 A) [7 @, D. l5 j# K. U
  9.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );      //使能ADC1通道时钟' A5 O: y1 R8 e
  10. ) I$ S8 K" g- ~

  11. ) c1 f+ m$ A( U, b  u8 ]
  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
    3 E! e+ o1 T, [' T( i! P

  13. ! b: I3 f2 o! Y% ]2 I9 U4 z$ [9 I$ m
  14.     //PA1 作为模拟通道输入引脚                         ! ]6 z. O: T9 m
  15.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    : e7 ]# Z, {4 c9 E0 k/ S
  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;        //模拟输入引脚
    " L1 e9 W- N* _, ~4 j
  17.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    7 v. @3 _- j9 n; o$ @' T

  18. " t5 E/ V" E% ^0 _6 m
  19.     ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值
    6 K. @5 J# |2 U$ [9 H7 T
  20. 1 ~7 o! y/ T' O5 z4 d5 }3 E
  21.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;    //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式  t: o) {3 Z8 W' [; d! n  s
  22.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;    //模数转换工作在单通道模式
    # \8 [3 u  ^+ ?  W* d: E
  23.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;    //模数转换工作在单次转换模式
    ' p; s/ Q, i" O) R$ a& F
  24.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;    //转换由软件而不是外部触发启动% j6 N% |7 \3 O4 c
  25.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;    //ADC数据右对齐
    7 r# E3 y/ c! N$ L  F0 L( i
  26.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;    //顺序进行规则转换的ADC通道的数目- Z/ {+ g7 u4 t( \5 ^# G
  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
    0 H1 l: l- W/ k0 `8 u

  28. 1 y- w1 ^: p0 R) U6 \8 L
  29.       ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);    //使能指定的ADC1( s4 y$ Y0 B- C3 R$ Z; W
  30.     ADC_ResetCalibration(ADC1);    //使能复位校准    o+ o! R1 ~7 i* k' A, p$ I
  31.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));    //等待复位校准结束; u" a! }. q$ ?6 X" B2 Q
  32.     ADC_StartCalibration(ADC1);     //开启AD校准
    * @  i% O. w. ?4 u
  33.      while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));     //等待校准结束1 L5 F' n6 a  @
  34.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
    0 Q% ~4 r3 u9 G( \% F! `
  35. }
复制代码
  1. //获得ADC值1 }. x  \9 f  {4 L4 P3 B1 T9 z! @! R
  2. //ch:通道值 0~3$ |/ |* N0 N9 p# X) w1 d: a4 V" r
  3. u16 Get_Adc(u8 ch)   % j8 u/ Q/ T! ]& [4 S0 z
  4. {- D4 e, Z5 u% |( `, V$ O8 s) \
  5.       //设置指定ADC的规则组通道,一个序列,采样时间4 E, k% c2 }" k) {! @. h/ O' K
  6.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );    //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期                     
    1 Q7 q% J/ K% R0 ?
  7.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1的软件转换启动功能   
    # G  E; A! \: a, @. G+ @; I
  8.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
    4 \( T. I5 \" e
  9.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);           //返回最近一次ADC1规则组的转换结果5 {+ v; p$ F4 V- P& C# t  o
  10. }
    6 \* s; R  `" S9 d# V& F6 B4 H8 ^$ b
  11. . [) e! U! t* h0 j
  12. u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
    $ m: \( N: F; m0 C) f
  13. {
    ( G% \" O# z5 i! \- w) G, }4 A
  14.     u32 temp_val=0;
    : V. T- K$ |4 `! q% c* a$ r
  15.     u8 t;
    , z; [: _2 F( z% N% Z
  16.     for(t=0;t<times;t++)
    1 L2 S8 n) a+ |. J4 R9 M
  17.     {
    ( ~1 _; {; M* \. ]1 E' _' a, G
  18.         temp_val+=Get_Adc(ch);* Q! N( u7 R/ m2 N. V
  19.         delay_ms(5);
    / v3 x+ r6 L" L9 H& ^
  20.     }+ ^+ Z" l$ V4 `- H: |& x
  21.     return temp_val/times;2 F* W& _" r. R
  22. }2 \2 T% Z8 u# N* h/ Y4 o9 j' p) k
  23. 6 _& t2 I( W$ f6 @  ]. p
  24. void ADCTask(void)# _4 G: {" l8 ~/ _" s/ n7 m( N8 x7 W2 G4 x
  25. {
    ' `! v" N1 S0 u' f* ?; W
  26.     float vol, adcx;
    9 n0 [% P& P( s8 L. S# E) D9 P  B
  27.     while(1)
    / h3 }( s9 F  S$ R+ Z
  28.     {# @/ i7 c+ w: p5 v& F
  29.         adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);    //ADC的值/ M8 X* r( d8 u7 u% |
  30.          vol=(float)adcx*(3300/4096);               //电压值(mv)
    / i: K% z. U( l/ |! C, C
  31.         delay_ms(200);( h9 `- r0 [: k  x2 t
  32.     }
    9 l; }. D. q4 Z
  33. }
复制代码
% v' p% F5 o  D7 h4 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。

1 O- p+ Y6 g, G% m
111413303799824.jpg
# R. v8 X, X0 ]. u' s+ m1 n1 w
查看文档《STM32F4x7-Datasheet.pdf》第43页,引脚定义图:
111413310208695.jpg
% g) {8 ]: o: k5 K
查看文档《STM32F4x7-Reference manual.pdf》第51页,内存映射:
111413317395310.jpg

0 v# u8 c4 @- ]! C, d: T2 a
点击链接查看ADC寄存器映射:
111413328791394.jpg
& Z8 L; D, u4 c/ {
又查看数据寄存器偏移量:
111413337239736.jpg
8 \4 Q6 v) H, F
得知数据寄存器地址:#define ADC3_DR_ADDRESS ((uint32_t)0x4001224C)

6 Z$ j' E9 |9 |( {, {) \
111413348175536.jpg

$ R+ [, U' |# ^2 k" X  W3 [  M
得知使用DMA2 Stream0 通道2映射ADC3。
  1. #define ADC3_DR_ADDRESS    ((uint32_t)0x4001224C)% k, o, z% |) s
  2. 4 c5 ]6 |/ X9 Z
  3. __IO uint16_t ADC3ConvertedValue = 0;
    . U+ K2 `% L# `2 L+ \
  4. __IO uint32_t ADC3ConvertedVoltage = 0;
    4 F# W3 @9 S7 w
  5. / G. [9 D1 n% r
  6. //ADC3 channel07 with DMA configuration
    ( F0 S" O! @3 f/ V
  7. void ADC3_CH7_DMA_Config(void)
    % [9 i5 Y  d- ?# x4 w9 G
  8. {
    ' d2 {3 V' V( |) ]+ Q2 i* K
  9.   ADC_InitTypeDef       ADC_InitStructure;9 s4 ?0 i7 X5 R
  10.   ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;
    ) P# O. L3 }& w; t  r
  11.   DMA_InitTypeDef       DMA_InitStructure;' l6 d8 z" e) p" A- T
  12.   GPIO_InitTypeDef      GPIO_InitStructure;7 ^  g/ R! H( C, \. N) z2 I

  13. ( t" t( c4 Y3 @, @$ s4 k' ^/ [
  14.   /* Enable ADC3, DMA2 and GPIO clocks ****************************************/! w( Q5 \/ m$ U+ g  S- N( v6 x$ B
  15.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2 | RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
    , O  h* p! X( w- b/ K: l8 ~( \8 s$ X
  16.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3, ENABLE);
    7 c0 {- b1 n2 a

  17. 7 x) W6 ?/ L$ A
  18.   /* DMA2 Stream0 channel2 configuration **************************************/
    ' N/ T2 }, x9 j+ j. r' e
  19.   DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_2;  : i. l0 L* b' G; m
  20.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)ADC3_DR_ADDRESS;
    ( j2 {1 x1 M) C3 F/ m
  21.   DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&ADC3ConvertedValue;
    + a' t& N$ r- o$ ?
  22.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;
    $ W0 D, V  E4 p4 Q
  23.   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;. _. T0 ]+ k7 J
  24.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;; Q# [. Q+ A' C0 T& U
  25.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;
    5 x* s, l9 k- x& \1 ?5 x
  26.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;& [4 z5 e- W5 G2 Q1 J
  27.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;+ y; h9 _0 _0 o0 I; ^
  28.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
    + l' i/ b# ?! r# {: X" E+ @  D9 V
  29.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;" a" K- e8 J2 S; x# H
  30.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         
    ' n+ n9 X% h/ j& A
  31.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
    ; L- q2 r! c5 f) N
  32.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;# }. ~5 c/ Z* i1 G4 I' {  u
  33.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
    ' |3 G- q* |1 ^7 u( f. [
  34.   DMA_Init(DMA2_Stream0, &DMA_InitStructure);
    3 t1 Q" `0 J' o& y6 K7 E% I* b
  35.   DMA_Cmd(DMA2_Stream0, ENABLE);
    , g; m  [- x0 P0 Q3 Y+ r: e

  36. # Q5 p! v( K2 j% p* R+ b
  37.   /* Configure ADC3 Channel7 pin as analog input ******************************/- ~* A: [  T4 t
  38.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    3 }0 l4 v5 v0 A0 f# `
  39.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;( Q6 |' u! Q$ ]# i+ x  J$ u. W; K
  40.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;2 Y, O4 f  f* `- w( Q/ ^8 W# S2 _
  41.   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);6 n5 u* r8 Q. X( o- z/ r6 @4 b
  42. % [, ?% m# z* W" s
  43.   /* ADC Common Init **********************************************************/
      _& D$ h1 S: ]6 C2 X7 }# k8 s) M4 B
  44.   ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    3 |# z/ A( ?. P/ G9 f3 j6 e7 M2 R( \
  45.   ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div2;
    1 G! L+ z  n1 N( G0 Z$ X
  46.   ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;& L2 X" A0 s$ V: O1 t  Q" k; `
  47.   ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
    4 ~: W# a, k' W3 P7 N
  48.   ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);
    4 Q9 ?. m3 \( J# x* d

  49. / ?0 ^) l) `, q+ H$ I& ~3 F# d+ T
  50.   /* ADC3 Init ****************************************************************/3 p' M) B' C7 {" a3 H
  51.   ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;/ Q; Q1 Q: H4 c( \! a: H
  52.   ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    % e) N! I: u. w$ g$ [7 i) A
  53.   ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
    3 K3 f( n8 ^# H# X' o. q& r1 P
  54.   ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;: U/ ~! e0 }# ?
  55.   ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;  W1 }! f/ N: b5 I/ _! ^$ p
  56.   ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;6 s6 x0 E% m  t7 u. m. U% j
  57.   ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;  `: x; _) \0 E3 M
  58.   ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStructure);
    5 C7 ]+ P% X( p! F  S; }4 o
  59. 8 s5 S4 G/ D( ]# S# t
  60.   /* ADC3 regular channel7 configuration *************************************/
    , g) t" x8 T* r8 ?  P
  61.   ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ADC_Channel_7, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);
    # m& ~" Q! |( P: h# E
  62. 6 Z- S' E: F/ U) T; }. d9 N0 h
  63. /* Enable DMA request after last transfer (Single-ADC mode) */1 T4 M  l! |, A3 ?4 T5 _
  64.   ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(ADC3, ENABLE);
    1 p2 |3 S. k5 J
  65. 1 T; e- k! @+ ~6 u3 Z! A) T
  66.   /* Enable ADC3 DMA */" @/ K: g0 n' `6 b
  67.   ADC_DMACmd(ADC3, ENABLE);5 a' r# T& _4 k2 J# _9 [6 J2 [

  68. : N( m0 {7 e& ]2 u2 Y$ [
  69.   /* Enable ADC3 */
    2 |7 _# Y4 r( w
  70.   ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);- H# U& }; ?$ Z0 B
  71. }3 t+ N" n, c6 U! k5 _

  72. 6 M, N/ m* v! @
  73. int main(void)  U$ U  q4 k& D1 Y, ?6 _% t
  74. {( N& r0 c6 V! q  i4 l# Q
  75.   /* ADC3 configuration *******************************************************/
    - n5 b7 P4 Q3 x3 a; l- T8 y
  76.   /*  - Enable peripheral clocks                                              */
    ! M) r" P* C9 J
  77.   /*  - DMA2_Stream0 channel2 configuration                                   */
    - Y2 J" }/ |% H' ~
  78.   /*  - Configure ADC Channel7 pin as analog input                             */
    ( H6 q! C* ?; \! b1 U6 |
  79.   /*  - Configure ADC3 Channel7                                               */. g5 |! \+ U/ N8 C# A0 X
  80.   ADC3_CH7_DMA_Config();  n$ \2 b* C, D9 o. j7 k! X, s
  81. , K# S' r/ R: z
  82.   /* Start ADC3 Software Conversion */ " {9 f/ v! \* B: T8 E
  83.   ADC_SoftwareStartConv(ADC3);$ O3 B9 v$ [- t. j& c

  84. , N" w8 }4 V) U! j& y* G, E, w
  85.   while (1)
    " u4 {$ B$ j7 D5 N* \0 R
  86.   {) ~1 g% K1 a+ R3 U  G2 Q
  87.     ADC3ConvertedVoltage = ADC3ConvertedValue *3300/0xFFF;6 R! R! u! f+ l3 Z2 S! ]

  88.   f5 k; U0 l  I" v! y  L6 m7 Q
  89.       delay_ms(200);+ m) }4 h! _* g; K4 [& n
  90.   }
    ! w: |! E0 o# n$ i0 D( l% A
  91. }
复制代码

+ w; A$ D: o  U5 \0 D8 ^; O$ |8 x9 S1 t9 _$ y7 t! H) U
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