stm32 ADC 简介

stm32的ADC是 12位逐次逼近型 模拟数字转换器;它包括18个通道,可以用来测量16个外部通道和2个内部通道.ADC转换的结果存放在16位数据寄存器(ADC规则数据寄存器,ADC_DR 和 ADC注入数据寄存器,ADC_JDCx)中,这个数据寄存器可以设置对齐方式为左对齐或右对齐.

ADC通道与GPIO对应表(图片来自整点原子STM32F1开发指南库函数版本)
( j" E9 k1 [) K

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规则通道组和注入通道组

注入通道可打断规则通道的转换

所谓规则通道组和注入通道组其实应该就是通道的分组吧,按照OOP的思想来理解,通道组是一个基类,注入通道组和规则通道组派生自通道组这个基类,通道组这个基类中包含了一个保存各个通道的数组.

为什么要对通道进行分组呢,这个有待深究,以后再说.

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ADC相关的寄存器
2 Y& V% K, O  C+ b0 aADC_CR1
各个位描述如下图:

• scan位:
  % e4 S- ~8 e6 ~4 P" a设置扫描模式,1为使用扫描模式,0则关闭.扫描模式下,有ADC_SQRx或ADC_JSQRx寄存器选中的通道被转换,此时如果设置了EOCIE或JEOCIE,则只有在最后一个通道转换完毕后才会产生EOC或JEOC中断
• DUALMOD位:
  设置ADC的操作模式,详细的看下面的来自<<stm32中文参考手册>>截图
  

8 G& y( Y3 p! ?& G+ RADC_CR2
各个位描述如下图:

• ADON位:用于开关AD转换器
• CONT位:用于设置是否进行连续转换,使用单次转换CONT位必须设置为0.
• EXTSEL[2:0]:用于选择启动规则转换组转换的外部事件
  3 P2 }6 H8 G" l$ {8 W
  如果需要使用软件触发,就将这三个位设置为 111
  

ADC采样事件寄存器(ADC_SMPR1和ADC_SMPR2)
各个位描述如下图:

这两个寄存器用来设置通道0~17的采样时间,每个通道要占3位.

8 r5 Q: |) _1 |& h6 h
1 O6 m: i6 P$ j0 @

对于每个要转换的通道,采样时间尽量长一点,以获得较高的准确度,但是会降低ADC的转换速率.ADC的转换时间可以由以下公式计算:

Tconv = 采样时间 + 12.5周期

ADC规则序列寄存器(ADC_SQR1~3)

这几个寄存器功能都差不多,不一一详细说明了.

• L[3:0]:用于存储规则序列的长度
  ! T6 z- q1 `! _1 w6 R

ADC数据寄存器(ADC_DR)

这个没什么好说的,用来存放AD转换后的结果

要注意可以通过ADC_CR2的ALIGN位设置这个寄存器是左对齐还是右对齐

ADC状态寄存器(ADC_SR)

没啥好说的,保存了各种状态,看图吧.

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通过库函数配置ADC1通道1进行AD转换

查看手册可以知道ADC1通道1对应着PA1,如下图

1 [# i( X; S% s- u/ F

6 Y6 z9 ~) ?7 Z( A! s1.外设使能

• STM32F103ZET6的ADC通道1在PA1上所以我们先要使能 PORTA的时钟 和 ADC1时钟,然后设置 PA1为模拟输入.
  

2.复位ADC1,同时设置ADC1的分频因子

• 开启了ADC1的时钟后,要复位ADC1,将ADC1的全部寄存器重设位缺省值,然后通过RCC_CFGR设置ADC1的分频因子,并且分频因子要确保ADC1的时钟不超过14MHz!
  . l  {6 C8 K7 a( A/ @' S& }* M* a//ADC复位 ADC_DeInit();
  RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_DIV6); //设置分配因子的库函数
  # c4 E( g- V. r$ c! g

1 ~0 [3 Z. |5 |# a

3.初始化ADC1参数,设置ADC1的工作模式以及规则序列的相关信息.
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);// ADC初始化

5 Y) C8 }* a6 k3 c

4.使能ADC并校准
: N1 E0 f7 W0 K, g9 z, Y3 O1 l& u! evoid ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState); //使能指定的ADC
void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);//复位校准
1 t( _0 [! V$ K6 `while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADCx));//等待复位校准结束
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);//执行ADC校准
0 u' C# P+ b5 [7 awhile(ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));//等待AD校准结束

5.设置规则序列1里面的通道,读取ADC的值
+ H: m9 _% Q. ]8 x+ K  a9 ^! b9 fvoid ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime); //设置规则序列通道以及采样周期
void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);//允许软件开启ADC转换
  i# m3 B" P" Vwhile(!ADC_GetFlagStatus(ADCx,ADC_FLAG_EOC));//等待转换结束
' U: E' Z! a4 d& B2 E5 \uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);//获取转 换结果数据

# S1 m1 t% f+ ]: g8 x, yMDK5中实现代码

• 配置stm32f103库函数编程环境,我用的是正点原子的那一套,不多记录了;
• ADC1_Init() 函数
  void ADC1_Init(void)
• ADC_GetConvValue()
  u16 ADC_GetConvValue(u8 channel)
• ADC_GetAverageConvValue()
  u16 ADC_GetAverageConvValue(u8 channel,u8 times)
• ADC_SampleValue2ReadableValue()
  double ADC_SampleValue2ReadableValue(u16 sampleValue)
• main.c文件代码
  main.c
• 在main.c中使用的 USART_WriteLine(const char*str,...)函数 是我自己封装的串口函数,也可以使用正点原子 System文件夹 下提供的printf()函数;
  
  

总结库函数配置ADC的步骤

1.使能需要用到的GPIO 和 ADC的时钟;
2.配置ADC的时钟分频:
' w0 `$ b( W& `( Q) A. A) ^void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);
2.配置IO口,输入模式为 GPIO_Mode_AIN,模拟输入模式;
/ D' g( I/ z% ]% ?' b/ Z+ x3.调用 ADC_DeInit(); 对ADC进行复位;
' w& O: b# k0 w! f. N4.调用 ADC_Init();初始化ADC
5.调用 ADC_Cmd(ADCx,ENABLE);,使能ADC
6.校准ADC:
ADC_ResetCalibration(ADC1); //复位校准 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//等待复位校准完成 ADC_StartCalibration(ADC1); //ACD校准 while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待ADC校准完成
7.获取AD转换的结果

, k* C/ h  I# h0 y" p  ?1 Q