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)


6 w, v1 m. _: k% U6 l" y

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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
ADC_CR1
" ?. |( s7 c, `$ M! s/ ]% ^3 z各个位描述如下图:
" m# V! {' v8 F. f

• scan位:
  + @; G( P/ r7 G# z! X/ @% V) i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:
  ! m, r# m5 W! O/ p! S) o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
  * d4 p! w) ]+ V+ ^

ADC_CR2
各个位描述如下图:
2 q2 u0 O: g1 F  K# E

• 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
  
  6 G1 J) h0 f1 y8 P如果需要使用软件触发,就将这三个位设置为 111
  ' U+ g, }- d% z9 Z  |4 |

ADC采样事件寄存器(ADC_SMPR1和ADC_SMPR2)
各个位描述如下图:
- u6 ~) G3 |* e. ~, M  K

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.

% G0 H4 T, m* w* r  J) V
+ N8 [9 C% K4 ^* Q, k9 ]+ v

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.

8 c1 P, L2 U  n2 [0 E: ^! C3 B

• L[3:0]:用于存储规则序列的长度
  ; a3 N* q& E( a4 k7 n6 D2 X

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.

4 s4 {$ g! H4 _( D- L% v5 H

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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

2 R) _9 V( E" V' J3 g
) Q: G5 |+ C) J4 p2 d9 @  k& F
1.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.
  ; t/ N, _$ C. B; T7 |: a7 u

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!
    O' w( ]# l2 T+ \; u( T. Y//ADC复位 ADC_DeInit();
  RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_DIV6); //设置分配因子的库函数
  

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.
; w( s' ^! n1 `3 R: @void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);// ADC初始化

4.使能ADC并校准
void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState); //使能指定的ADC
. C, p6 F6 u+ g1 }( ~; L) L/ e9 h/ Zvoid ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);//复位校准
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADCx));//等待复位校准结束
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);//执行ADC校准
while(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
void 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
while(!ADC_GetFlagStatus(ADCx,ADC_FLAG_EOC));//等待转换结束
% Q8 q2 ]! n! r/ _, D( K2 Tuint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);//获取转 换结果数据

0 o9 r; K& O8 d7 r: F! G- zMDK5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:
" R3 ~! X! H7 V: jvoid RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);
3 y9 G3 [* g5 @4 k) Q0 M1 s) N2.配置IO口,输入模式为 GPIO_Mode_AIN,模拟输入模式;
7 }5 V8 a* G: u8 O& b! |3.调用 ADC_DeInit(); 对ADC进行复位;
% V- [% L, h% m; l1 }4.调用 ADC_Init();初始化ADC
2 \2 M0 r8 e4 h* G4 i5.调用 ADC_Cmd(ADCx,ENABLE);,使能ADC
6.校准ADC:
7 [0 V* u8 U7 v- n. NADC_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

3 P* P( |1 u9 ^$ w3 {% a