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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。
9 @: L' q& J* f: E. A  x

' p$ b; t1 ]3 w" o
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
( i6 \# }/ i: h) Y5 u
( c7 S0 H/ x! I! Y
下面是ADC中的 adc.c文件配置:
/*******************************************************************************5 Q1 Y1 T# K% e* R) B8 Z  J! R' c
* 函数名      : adc_init7 I+ y6 K: h- U/ p- c
* 函数功能  :初始化ADC
* 输入         :无
$ q" |8 I$ D! H* 输出         :无
+ U. v3 M' U1 I# Z*******************************************************************************/9 B& ?- t+ h* k7 q
void adc_init()
/ q5 a( [5 @& ^, C{! J( o9 D6 k$ I) W3 U1 E& s
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  k2 V$ v$ o7 \8 O/ O; ]) g1 vADC_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;//ADC3 G' g6 u: {/ k. b! v1 c
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN; //管脚设置为模拟输入
) q+ m+ s+ \0 \% q% l6 n3 DGPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
. a, N+ b, b: S. GGPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

& A; W2 a$ r4 U, [ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
3 G% D6 k# X. B. m. G' S5 \ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;& }0 _: m- h* N- L# m# ^8 G
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;5 p5 I. t* r7 d" K' y1 G1 N
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;+ k% X0 j$ u: X
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;2 x! q0 K; x# x. G" ^0 R$ F
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
4 d4 t0 m8 [# E5 [2 qADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
+ o8 v6 W7 P/ f( T% m; ~4 o4 d# h$ ]6 W% C& p+ T4 l$ i
//指定ADC为规则组通道' w3 q, M( S! q! @
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);! F, a- E, Q3 S# z& M9 l  U2 _

; j7 F3 w/ @; ^; oADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定ADC校准寄存器
6 l0 O8 _- [" y$ A" V% B) n7 m$ swhile(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取ADC重置校准寄存器的状态* Q' f( V; z1 M/ H/ \$ `* E

1 s% Q- F3 K, x  u) E' x$ BADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC校准状态
# Y. u! a3 R5 O7 I5 zwhile(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//获取校准状态
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC转换,让ADC进行转换。
}

; L8 x+ ?  q9 W8 o1 w
% L: Y% v8 [- y, `0 H) v0 k4 Y* T% v& d4 _# O  v
下面是ADC的主程序
int main()( A; U1 U, R  M# m
{
2 |$ N* M' f$ hu32 ad=0;
: O  k5 T1 K+ d! v- z6 Ru8 i;
, d; U! D0 k  Fadc_init(); //+ Q) x( i; T; g' C8 Y# a
printf_init(); //
$ y7 B( \6 ~* g5 g) w) Qwhile(1)
. Z! ~- m  I2 i( j2 v2 A/ Y) b{
. P# _9 I$ ^) z  r) `ad=0;5 `3 p/ D" }( o! V" Y
for(i=0;i<50;i++)//% u7 J- `" {' k+ I) Y% u( \$ m
{
! s8 M  o& C3 ^' ~ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);' n6 o, m7 i' h" k9 @
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));//
, ]$ W6 \) m) e; F% o2 I6 R) Nad=ad+ADC_GetConversionValue(ADC1);//
4 d9 i; ?; A% O0 a: ~& b: x# t- {}
7 i, ~. x' A/ {4 `ad=ad/50;
1 Z1 M# r) m9 J9 b9 `* I. k  ~" i9 ]printf("ad=%fV\n",ad*3.3/4096);" `! Y$ w. y. m( C7 N9 N! T
delay_ms(1000);6 m6 o  _: C8 i. ?) z
}) Z1 L- n. _6 B, b; g
}
4 Q) k( R* J0 F6 z9 F: X
$ p% v) ]6 A$ [! C$ `& s: |
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。

. I- H& V8 Y& y/ p
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)

( F6 ]' }' }' L1 L. Y( v- E8 @
805903-20170715102600478-979974009.png
9 z- ^: F# V, o. k% H8 _* W4 a 805903-20170715102614181-91466408.png
$ z9 o/ v: h. |& d7 D  j
% a5 U6 [5 S1 c8 D/ P! k+ |6 {+ |

1 X7 }: V7 e" p" U
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。

8 D' P1 C& K5 |( X4 S 805903-20170715103213556-1055051954.png
- a; k2 Y* A0 a
) W6 x5 k/ O8 v/ F8 ~0 [
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。

* a% ]9 R1 o: ?6 [) z6 i- z* R" u% \0 M7 Z
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