【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

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文章简介:	硬件——STM32，ADC篇

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。

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

下面是ADC中的 adc.c文件配置：

/*******************************************************************************
* 函数名： adc_init
* 函数功能：初始化ADC

* 输入：无
* 输出：无
*******************************************************************************/
void adc_init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
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
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN; //管脚设置为模拟输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

//指定ADC为规则组通道
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);

ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定ADC校准寄存器
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取ADC重置校准寄存器的状态

ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC校准状态
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。

}

下面是ADC的主程序

int main()
{
u32 ad=0;
u8 i;
adc_init(); //
printf_init(); //
while(1)
{
ad=0;
for(i=0;i<50;i++)//
{
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));//
ad=ad+ADC_GetConversionValue(ADC1);//
}
ad=ad/50;
printf("ad=%fV\n",ad*3.3/4096);
delay_ms(1000);
}
}

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。

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)

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。

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。