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【经验分享】硬件——STM32,ADC篇

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-3 18:00
关于程序的编写方法:一般  “某某.c文件”:都是用来设置“某某”的一些参数,在初始化函数里;还有就是“某某”的一些动作,比如小灯的亮灭。
                                            “某某.h文件”:都是与.c文件配对的,主要是包含“某某.c”文件中的变量名和函数名。
这样一来程序中所有的功能被拆分成块,如:显示用的屏幕部分,输入用的按键部分,采集数据用的传感器部分······
并把每个部分都变成了成对的.h和.c文件;实际上把各个部分的设置参数和动作函数都写了下来。
之后在主函数main中根据需要依次进行调用。这样一来不就是面向对象的思想了吗??,,其实单片机也是面向对象的,而不是面向过程的。
/ i* O+ ?- {' [0 o

7 J/ ?/ `# H! m, J$ ~! U9 Z
每个   某某.c   文件都有固定的编写次序:打开“某某”需要的时钟;配置“某某”需要的管脚;编写“某某”的初始化参数配置;使能“某某”;“某某”的动作函数编写
! Y# ?* C: h$ u( B
% n) O; a# g, F; g! \9 v4 R: O
下面是ADC中的 adc.c文件配置:
/*******************************************************************************
3 Q$ T9 |0 v) O7 X, K2 ?( k( n* 函数名      : adc_init- ?5 v6 p) H( A6 `, }
* 函数功能  :初始化ADC
* 输入         :无. r, X/ t( S& m% V
* 输出         :无
: i. _2 b8 [7 B7 q# S*******************************************************************************/0 f. ]5 N7 D8 i
void adc_init()
" n+ Y" z5 [' v* b{: ~0 T, U$ ?: j5 W1 G: L; s# x6 D
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
! P! l% @0 r) X( W9 y- X. n! o2 ~ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//12M 最大14M 设置ADC的时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;//ADC
; f0 m  }. b" G) [GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN; //管脚设置为模拟输入
/ O" F: R" F7 ~) X8 s, k! `/ wGPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;, c7 S" y% G$ B2 S: a, T, {/ I
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
& a7 D8 U0 H9 p- s# b" E4 _
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;4 y3 J5 O6 C  A6 g# t6 \
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;* t1 b7 o) s* Z( d) l8 f' a
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;; _; Y2 d0 ^* v" ]0 K
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
5 W5 w) |3 o- s- Y# d. Q; W2 x: ~) hADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
5 \; A6 I4 R/ s( g% J3 M+ |5 FADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
( C% O0 X% W' a$ [: P1 M7 h9 ZADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
$ ]' Z+ t5 ~  l! X" D- [" @) g' e) o/ k# c( P4 D: Y. {
//指定ADC为规则组通道
: o& V2 x: Y0 j) ]) v- c+ g: yADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);7 t; \7 Z6 n3 C. B  D

( U/ E! j6 J* PADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定ADC校准寄存器
# e9 H6 i  o& G% Mwhile(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取ADC重置校准寄存器的状态1 K* [0 k. F3 H0 k9 O3 c

) P( w2 k: F" ]ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC校准状态# V$ z4 L5 @. |1 E/ V! d4 y
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//获取校准状态
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC转换,让ADC进行转换。
}

7 `; ^. C" b- K1 ]8 v
* ~1 f$ E: x6 S2 k0 M( ?) J: ~; X* @. q/ x2 @5 s3 [1 X
下面是ADC的主程序
int main()
! a0 J( k  u2 q8 R0 D8 e4 @{- P: [9 v" k4 i7 ]+ s* |
u32 ad=0;
: h- H! j0 }# t( `9 \1 U: W6 m/ }u8 i;
5 l* o* Y9 n& p8 ^$ K+ E" radc_init(); //
/ O& Y" f$ P: y6 F+ K7 M+ b& L( ~/ qprintf_init(); //) B1 i* M8 o. K! D' @0 Z
while(1)" [' O0 N( G; [( z: C
{) _  g  _. a$ Y- ^: V
ad=0;& o+ \, w' v4 Y  y' a. q
for(i=0;i<50;i++)//
" ~! _- Y& K" d- d{$ g7 a, r' G: z: b5 K
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
7 [- u* I: g" W0 W  V0 Qwhile(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));//
9 K$ }8 G' Q  D9 q6 T* Iad=ad+ADC_GetConversionValue(ADC1);//; l: ]# k* S) v( ^+ p3 N, [
}" I1 O! |) P$ E% {5 s' }. f, v
ad=ad/50;
; g. H/ A$ K% Y4 k" _' vprintf("ad=%fV\n",ad*3.3/4096);
4 [3 E' b, V$ O; Z+ f. odelay_ms(1000);
# v4 i7 b2 X: Y8 a7 L$ n}
- A" n6 o, j# D* T- h}

" W  u3 f6 ^# o5 N/ ~. r7 v7 s1 Q- |- `8 G& T
一下内容摘自网络:
STM32是自带ADC的,关于ADC的简介:
12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。
它有多达18个通道,可测量16个外部和2个内部信号源。
各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。
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。
模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。
ADC 的输入时钟不得超过14MHz,它是由PCLK2经分频产生。

- u$ b7 \* v/ j8 n6 \
ADC的主要特征:
● 12位分辨率
● 规则转换、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断
● 单次和连续转换模式
● 从通道0到通道n的自动扫描模式
● 间断模式执行
● 自校准
● 带内嵌数据一致性的数据对齐
● 采样间隔可以按通道分别编程
● 规则转换和注入转换均有外部触发选项
● 双重模式(带2个或以上ADC 的器件)
& ?) G* t4 t! o7 Y
805903-20170715102600478-979974009.png
2 l9 k& b( v! C: X 805903-20170715102614181-91466408.png 6 i0 i* k9 h* Z/ u4 w2 F" D$ O+ I

0 c7 ^- Y% E& ?! {+ ?! _* |) ]# @$ R" x! Z4 z' j5 {5 f
通道选择:
有16个多路通道。可以把转换组织成两组:规则组和注入组。在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。例如,可以如下顺序完成转换:通道3 、通道8 、通道2 、通道2、通道0、通道2、通道2、通道15。 ● 规则组由多达16个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择。规则组中转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]位中。 ● 注入组由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。注入组里的转换总数目应写入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位中。 如果ADC_SQRx或ADC_JSQR寄存器在转换期间被更改,当前的转换被清除,一个新的启动脉冲将发送到ADC 以转换新选择的组。 温度传感器和通道ADC1_IN16相连接,内部参照电压VREFINT和ADC1_IN17相连接。可以按注入或规则通道对这两个内部通道进行转换。 注意: 温度传感器和VREFINT只能出现在主ADC1 中。
单次转换模式:
单次转换模式下,ADC只执行一次转换。该模式既可通过设置ADC_CR2 寄存器的ADON位(只适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道),这时CONT位为0 。 一旦选择通道的转换完成: ● 如果一个规则通道被转换: ─ 转换数据被储存在16位ADC_DR寄存器中 ─ EOC(转换结束)标志被设置 ─ 如果设置了EOCIE,则产生中断。 ● 如果一个注入通道被转换: ─ 转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中 ─ JEOC(注入转换结束)标志被设置 ─ 如果设置了JEOCIE位,则产生中断。然后ADC停止。
连续转换模式:
在连续转换模式中,当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动,此时CONT位是1。 每个转换后: ● 如果一个规则通道被转换: ─ 转换数据被储存在16位的ADC_DR寄存器中 ─ EOC(转换结束)标志被设置 ─ 如果设置了EOCIE,则产生中断。 ● 如果一个注入通道被转换: ─ 转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中 ─ JEOC(注入转换结束)标志被设置 ─ 如果设置了JEOCIE位,则产生中断。
扫描模式:
此模式用来扫描一组模拟通道。 扫描模式可通过设置ADC_CR1寄存器的SCAN位来选择。一旦这个位被设置,ADC扫描所有被ADC_SQRX 寄存器(对规则通道)或ADC_JSQR(对注入通道)选中的所有通道。在每个组的每个通道上执行单次转换。在每个转换结束时,同一组的下一个通道被自动转换。如果设置了CONT位,转换不会在选择组的最后一个通道上停止,而是再次从选择组的第一个通道继续转换。 如果设置了DMA位,在每次EOC后,DMA控制器把规则组通道的转换数据传输到SRAM 中。而注入通道转换的数据总是存储在ADC_JDRx寄存器中。
间断模式:
规则组 此模式通过设置ADC_CR1 寄存器上的DISCEN位激活。它可以用来执行一个短序列的n次转换(n<=8),此转换是ADC_SQRx寄存器所选择的转换序列的一部分。数值n由ADC_CR1寄存器的DISCNUM[2:0]位给出。 一个外部触发信号可以启动ADC_SQRx 寄存器中描述的下一轮n次转换,直到此序列所有的转换完成为止。总的序列长度由ADC_SQR1寄存器的L[3:0]定义。 举例: n=3,被转换的通道 = 0 、1、2、3、6、7、9、10 第一次触发:转换的序列为 0 、1、2 第二次触发:转换的序列为 3 、6、7 第三次触发:转换的序列为 9 、10,并产生EOC事件 第四次触发:转换的序列 0 、1、2 注意: 当以间断模式转换一个规则组时,转换序列结束后不自动从头开始。 当所有子组被转换完成,下一次触发启动第一个子组的转换。在上面的例子中,第四次触发重新转换第一子组的通道 0 、1和2。
注入组 此模式通过设置ADC_CR1 寄存器的JDISCEN位激活。在一个外部触发事件后,该模式按通道顺序逐个转换ADC_JSQR寄存器中选择的序列。 一个外部触发信号可以启动ADC_JSQR寄存器选择的下一个通道序列的转换,直到序列中所有的转换完成为止。总的序列长度由ADC_JSQR寄存器的JL[1:0]位定义。 例子: n=1,被转换的通道 = 1 、2、3 第一次触发:通道1被转换 第二次触发:通道2被转换 第三次触发:通道3被转换,并且产生EOC和JEOC事件 第四次触发:通道1被转换 注意: 1 当完成所有注入通道转换,下个触发启动第1个注入通道的转换。 在上述例子中,第四个触发重新转换第1个注入通道1。 2 不能同时使用自动注入和间断模式。 3 必须避免同时为规则和注入组设置间断模式。间断模式只能作用 于一组转换。
ADC时钟配置:
void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2); 输入参数范围: #define RCC_PCLK2_Div2 ((uint32_t)0x00000000) #define RCC_PCLK2_Div4 ((uint32_t)0x00004000) #define RCC_PCLK2_Div6 ((uint32_t)0x00008000) #define RCC_PCLK2_Div8 ((uint32_t)0x0000C000) STM32的ADC最大的转换速率为1Mhz,也就是转换时间为1us(在ADCCLK=14M,采样周期为1.5个ADC时钟下得到),不要让ADC的时钟超过14M,否则将导致结果准确度下降。
ADC的采样时间:
可编程的通道采样时间 ADC 使用若干个ADC_CLK 周期对输入电压采样,采样周期数目可以通过ADC_SMPR1 和ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2:0]位更改。每个通道可以分别用不同的时间采样。 总转换时间如下计算: TCONV = 采样时间+ 12.5个周期 例如:当ADCCLK=14MHz ,采样时间为1.5周期 TCONV = 1.5 + 12.5 = 14周期 = 1μs 常见的周期有: 1.5周期、7.5周期、13.5周期、28.5周期、41.5周期、55.5周期、71.5周期、239.5周期。
数据对齐:
ADC_CR2寄存器中的ALIGN位选择转换后数据储存的对齐方式。数据可以左对齐或右对齐,如图29和图30所示。 注入组通道转换的数据值已经减去了在ADC_JOFRx寄存器中定义的偏移量,因此结果可以是一个负值。SEXT位是扩展的符号值。 对于规则组通道,不需减去偏移值,因此只有12个位有效。

9 ], x: q( N# v0 ^$ C 805903-20170715103213556-1055051954.png 3 V% B0 q4 b  i% a( U! \
$ i3 N7 L1 W/ |+ M" f
校准:
ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。在校准期间,在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值),这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差。 通过设置ADC_CR2寄存器的CAL位启动校准。一旦校准结束,CAL位被硬件复位,可以开始正常转换。建议在上电时执行一次ADC校准。校准阶段结束后,校准码储存在ADC_DR 中。 注意: 1 建议在每次上电后执行一次校准。 2 启动校准前,ADC必须处于关电状态(ADON=’0’)超过至少两个ADC时钟周期。
/ W- B( R$ \5 z2 X+ z- J& r1 e+ D
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