本文我们来学**STM32F1 的 ADC 模数转换功能。要实现的功能是：通过 ADC1 通道 1 采样外部电压值， 将采样的 AD 值和转换后的电压值通过串口打印出来， 同时 D1 指示灯闪烁， 提示系统正常运行。学习时可以参考 《STM32F10x中文参考手册》-11 模数转换器（ADC）章节，特别是寄存器介绍部分。

    需要《STM32F10x中文参考手册》的小伙伴请通过以下方式获取。

STM32F1 ADC 简介

    ADC（analog to digital converter）即模数转换器，它可以将模拟信号转换为数字信号。按照其转换原理主要分为逐次逼近型、双积分型、电压频率转换型三种。STM32F1 的 ADC就是逐次逼近型的模拟数字转换器。

    STM32F103 系列一般都有 3 个 ADC，这些 ADC 可以独立使用，也可以使用双重/三重模式（提高采样率）。STM32F1 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模拟数字转换器。它具有多达 18 个复用通道，可测量来自16 个外部源、2 个内部信号源。这些通道的 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。ADC 具有模拟看门狗特性，允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的阀值上限或者下限。

    STM32F1 ADC 主要特性：

● 12 位分辨率

● 转换结束、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

● 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

● 间断模式

● 双重模式(带 2 个或以上ADC 的器件)

● ADC 转换时间：

─ STM32F103xx增强型产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz为1.17

μs)

─ STM32F101xx基本型产品：时钟为28MHz时为1μs(时钟为36MHz为1.55

μs)

─ STM32F102xxUSB型产品：时钟为 48MHz 时为 1.2μs

─ STM32F105xx和STM32F107xx产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz

为 1.17μs)

● ADC 供电要求：2.4V到3.6V

● ADC 输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+

● 规则通道转换期间有DMA 请求产生。

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STM32F1 ADC 结构框图

    STM32F1 ADC 拥有这么多功能，是由 ADC 内部结构所决定。要更好的理解STM32F1 的 ADC，就需要了解它内部的结构。如下图所示：（大家也可以查看《STM32F10x 中文参考手册》-11 模数转换器（ADC）章-ADC 功能说明）。

    我们把 ADC 结构框图分成7个子模块，按照顺序依次进行简单介绍。

（1）标号 1：电压输入引脚

    ADC 输入电压范围为：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。由 VREF-、 VREF+ 、

VDDA 、 VSSA 这四个外部引脚决定。通常我们把 VSSA 和 VREF-接地，把 VREF+和 VDDA 接 3.3V，因此 ADC 的输入电压范围为：0~3.3V。我们使用的开发板 ADC输入电压范围为 0~3.3V。

    如果我们想让 ADC 测试负电压或者更高的正电压， 可以在外部加一个电压调理电路，把需要转换的电压抬升或者降压到 0~3.3V，这样 ADC 就可以测量了。但一定记住，不要直接将高于 3.3V 的电压接到 ADC 管脚上，那样将可能烧坏芯片。

（2）标号 2：输入通道

    STM32 的 ADC 的输入通道多达 18 个，其中外部的 16 个通道就是框图中的 ADCx_IN0、ADCx_IN1...ADCx_IN5（x=1/2/3，表示 ADC 数），通过这16 个外部通道可以采集模拟信号。这 16 个通道对应着不同的 IO 口， 具体是哪一个IO 口可以从数据手册查询到，也可以从下图查看，同样我们在开发板芯片原理图内也给大家标注了。其中 ADC1 还有 2 个内部通道：ADC1 的通道16 连接到了芯片内部的温度传感器，通道 17 连接到了内部参考电压 VREFINT。ADC2 和ADC3的通道 16、 17 全部连接到了内部的 VSS。

) @" b6 W- E2 U/ g$ z" X. r

（3）标号 3：通道转换顺序

    外部的 16 个通道在转换的时候可分为 2 组通道：规则通道组和注入通道组，其中规则通道组最多有 16路，注入通道组最多有 4 路。

    规则通道组：从名字来理解，规则通道就是一种规规矩矩的通道，类似于正常执行的程序。通常我们使用的都是这个通道。

    注入通道组：从名字来理解，注入即为插入，是一种不安分的通道，类似于中断。当程序正常往下执行时，中断可以打断程序的执行。同样如果在规则通道转换过程中，有注入通道插队，那么就要先转换完注入通道，等注入通道转换完成后，再回到规则通道的转换流程。

    每个组包含一个转换序列，该序列可按任意顺序在任意通道上完成。例如，可按以下顺序对序列进行转换：ADC_IN3、ADC_IN8、 ADC_IN2、 ADC_IN2、ADC_IN0、 ADC_IN2、 ADC_IN2、 ADC_IN15。

    规则通道组序列寄存器有 3 个，分别是 SQR3、 SQR2、 SQR1。SQR3 控制着规则序列中的第一个到第六个转换，对应的位为：SQ1[4:0]~SQ6[4:0]，第一次转换的是位 4:0 SQ1[4:0]，如果通道 3 想第一次转换，那么在 SQ1[4:0]写 3即可。SQR2 控制着规则序列中的第 7 到第 12 个转换，对应的位为：SQ7[4:0]~SQ12[4:0]，如果通道 1 想第 8 个转换，则 SQ8[4:0]写 1 即可。

    SQR1 控 制 着 规 则 序 列 中 的 第 13 到 第 16 个 转 换 ， 对 应 位 为 ：

SQ13[4:0]~SQ16[4:0]，如果通道 6 想第 10 个转换，则 SQ10[4:0]写 6 即可。具体使用多少个通道，由 SQR1 的位 L[3:0]决定，最多 16 个通道。注入通道组序列寄存器只有一个，是 JSQR。它最多支持 4 个通道，具体多

少个由 JSQR 的 JL[2:0]决定。注意：当 JL[1:0] = 3（有 4 次注入转换）时，     ADC 将按以下顺序转换通道：

    JSQ1[4:0]、JSQ2[4:0]、 JSQ3[4:0] 和 JSQ4[4:0]。

    当 JL = 2 （有 3 次注入转换） 时，ADC 将按以下顺序转换通道：

    JSQ2[4:0]、JSQ3[4:0] 和 JSQ4[4:0]。

    当 JL = 1 （有 2 次注入转换） 时，ADC 转换通道的顺序为：先是 JSQ3[4:0]，而后是 JSQ4[4:0]。

    当 JL = 0（有 1 次注入转换）时， ADC 将仅转换 JSQ4[4:0] 通道。如果在转换期间修改 ADC_SQRx 或 ADC_JSQR 寄存器， 将复位当前转换并向

ADC 发送一个新的启动脉冲，以转换新选择的通道组。

（4）标号 4：触发源

    选择好输入通道，设置好转换顺序，接下来就可以开始转换。要开启 ADC转换，可以直接设置 ADC 控制寄存器 ADC_CR2 的 ADON 位为 1，即使能 ADC。当然 ADC还支持外部事件触发转换， 触发源有很多， 具体选择哪一种触发源， 由 ADC控制寄存器 2:ADC_CR2 的 EXTSEL[2:0]和 JEXTSEL[2:0]位来控制。EXTSEL[2:0]用于选择规则通道的触发源，JEXTSEL[2:0]用于选择注入通道的触发源。选定好触发源之后， 触发源是否要激活， 则由 ADC 控制寄存器 ADC_CR2 的 EXTTRIG 和JEXTTRIG 这两位来激活。

    如果使能了外部触发事件，我们还可以通过设置 ADC 控制寄存器2:ADC_CR2 的 EXTEN[1:0]和 JEXTEN[1:0]来控制触发极性，可以有 4 种状态，分别是：禁止触发检测、上升沿检测、下降沿检测以及上升沿和下降沿均检测。

（5）标号 5：ADC 时钟

    ADC 输入时钟 ADC_CLK 由 APB2 经过分频产生，最大值是 14MHz，分频因子由 RCC 时钟配置寄存器 RCC_CFGR 的位 15:14 ADCPRE[1:0]设置，可以是2/4/6/8 分频，注意这里没有 1 分频。我们知道 APB2 总线时钟为72M，而ADC最大工作频率为 14M，所以一般设置分频因子为 6，这样 ADC 的输入时钟为12M。

    ADC 要完成对输入电压的采样需要若干个 ADC_CLK 周期，采样的周期数可通过 ADC 采样时间寄存器 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 中的 SMP[2:0]位设置，ADC_SMPR2 控制的是通道 0~9， ADC_SMPR1 控制的是通道 10~17。每个通道可以分别用不同的时间采样。其中采样周期最小是 1.5 个，即如果我们要达到最快的采样，那么应该设置采样周期为 1.5 个周期，这里说的周期就是1/ADC_CLK。

    ADC 的总转换时间跟ADC 的输入时钟和采样时间有关，其公式如下：

1. Tconv = 采样时间 + 12.5 个周期

复制代码

9 w1 ^/ N$ |6 J( K2 Q

    其中 Tconv 为 ADC 总转换时间，当 ADC_CLK=14Mhz 的时候，并设置 1.5 个周期的采样时间，则 Tcovn=1.5+12.5=14 个周期=1us。通常经过 ADC 预分频器能分频到最大的时钟只能是 12M，采样周期设置为 1.5 个周期，算出最短的转换时间为 1.17us，这个才是最常用的。

（6）标号 6：数据寄存器

    ADC 转换后的数据根据转换组的不同，规则组的数据放在 ADC_DR 寄存器内，注入组的数据放在 JDRx内。

    因为 STM32F1 的 ADC 是 12 位转换精度，而数据寄存器是 16 位，所以 ADC在存放数据的时候就有左对齐和右对齐区分。如果是左对齐，AD 转换完成数据存放在 ADC_DR 寄存器的[4:15]位内；如果是右对齐，则存放在 ADC_DR 寄存器的[0:11]位内。具体选择何种存放方式， 需通过 ADC_CR2 的 11 位 ALIGN 设置。

    在规则组中，含有 16 路通道，对应着存放规则数据的寄存器只有 1 个，如果使用多通道转换，那么转换后的数据就全部挤在 ADC_DR 寄存器内，前一个时间点转换的通道数据，就会被下一个时间点的另外一个通道转换的数据覆盖掉，所以当通道转换完成后就应该把数据取走，或者开启 DMA 模式，把数据传输到内存里面，不然就会造成数据的覆盖。最常用的做法就是开启 DMA 传输。如果没有使用 DMA 传输， 我们一般通过 ADC 状态寄存器 ADC_SR 获取当前 ADC 转换的进度状态，进而进行程序控制。

    而在注入组中，最多含有 4 路通道，对应着存放注入数据的寄存器正好有4个，不会跟规则寄存器那样产生数据覆盖的问题。

（7）标号 7：中断

    当发生如下事件且使能相应中断标志位时，ADC 能产生中断。

1.转换结束（规则转换）与注入转换结束

    数据转换结束后，如果使能中断转换结束标志位，转换一结束就会产生转换结束中断。

2.模拟看门狗事件

    当被 ADC 转换的模拟电压低于低阈值或者高于高阈值时，就会产生中断，

前提是我们开启了模拟看门狗中断，其中低阈值和高阈值由 ADC_LTR 和ADC_HTR 设置。

3.DMA 请求

    规则和注入通道转换结束后，除了产生中断外，还可以产生 DMA 请求，把转换好的数据直接存储在内存里面。要注意的是只有 ADC1 和 ADC3 可以产生DMA 请求。有关 DMA 请求需要配合《STM32F10x 中文参考手册》 DMA 控制器这一章节来学习。一般我们在使用 ADC 的时候都会开启 DMA 传输。

    我们知道 STM32F1 ADC转换模式有单次转换与连续转换区分。在单次转换模式下，ADC 执行一次转换。可以通过 ADC_CR2 寄存器的SWSTART 位（只适用于规则通道）启动，也可以通过外部触发启动（适用于规则通道和注入通道），这时 CONT 位为 0。以规则通道为例，一旦所选择的通道转换完成，转换结果将被存在 ADC_DR 寄存器中，EOC（转换结束）标志将被置位，如果设置了 EOCIE，则会产生中断。然后 ADC 将停止，直到下次启动。

在连续转换模式下，ADC 结束一个转换后立即启动一个新的转换。CONT 位

为 1 时，可通过外部触发或将 ADC_CR2 寄存器中的 SWSTRT 位置 1 来启动此模式（仅适用于规则通道）。需要注意的是：此模式无法连续转换注入通道。连续模式下唯一的例外情况是，注入通道配置为在规则通道之后自动转换（使用JAUTO 位）。

    本实验程序中我们使用的就是规则通道组的单次转换模式。由于篇幅限制，本章并没有对 ADC 相关寄存器进行介绍，大家可以参考《STM32F10x 中文参考手册》-11 模数转换器（ADC）-ADC 寄存器章节，里面有详细的讲解。如果看不懂的可以暂时放下，因为我们使用的是库函数开发。

% w  G" b" L; X0 }, b) q" E! ^9 e

STM32F1 ADC 配置步骤

    接下来我们介绍下如何使用库函数对 ADC 进行配置。这个也是在编写程序中必须要了解的。具体步骤如下：（ADC 相关库函数在 stm32f10x_adc.c 和stm32f10x_adc.h 文件中）

（1）使能端口时钟和ADC时钟，设置引脚模式为模拟输入

    我们知道 ADCx_IN0-ADCx_IN15 属于外部通道，每个通道都会对应芯片的一个引脚， 比如 ADC1_IN1 对应 STM32F103ZET6 的 PA1 引脚， 所以首先要使能GPIOA端口时钟和 ADC1 时钟，如下：

1. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);

复制代码

+ r  c& ^! ]$ @4 m7 r

    然后将 PA1 引脚配置为模拟输入模式，代码如下：

1. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AN; //模拟输入模式

复制代码

    GPIO 的初始化在前面很多章节中都介绍过，这里就不多说。

（2）设置 ADC 的分频因子

    开启 ADC1 时钟之后，我们就可以通过 RCC_CFGR 设置 ADC 的分频因子。分频因子要确保 ADC 的时钟（ ADCCLK）不要超过 14Mhz。这个我们设置分频因子为 6， 因此 ADC 时钟为 72/6=12MHz,库函数的实现方法如下:

1. RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

复制代码

（3）初始化 ADC 参数，包括 ADC 工作模式、规则序列等
" x$ ~8 U4 ~9 p; c

    我们知道要使用 ADC，需要配置 ADC 的转换模式、触发方式、数据对齐方式、规则序列等参数，这些参数是通过库函数 ADC_Init 函数实现。函数原型如下：

1. void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);

复制代码

; d2 W5 o9 z  O

    函数中第一个参数是用来选择 ADC，例如 ADC1；第二个参数是一个结构体指针变量，结构体类型是 ADC_InitTypeDef，其内包含了 ADC 初始化的成员变量。

    下面我们就来简单介绍下这个结构体：

1. typedef struct
   
2. {
   2 }9 P  |7 `8 R0 Z$ P: x9 j
3.   uint32_t ADC_Mode; // ADC 工作模式选择
   
4.   FunctionalState ADC_ScanConvMode; /* ADC 扫描（多通道）或者单次（单通道）模式选择 */
   
5.   FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; // ADC 单次转换或者连续转换选择
   
6.   uint32_t ADC_ExternalTrigConv; // ADC 转换触发信号选择
   . C+ ~& ^- l  v) {# e
7.   uint32_t ADC_DataAlign; // ADC 数据寄存器对齐格式
   1 U, f/ z- H: [8 x
8.   uint8_t ADC_NbrOfChannel; // ADC 采集通道数
   * w, H7 q0 O* m" y3 u7 b0 u
9. } ADC_InitTypeDef;

复制代码

. C6 z, u! a! [9 g+ Y! @5 k# {

    ADC_Mode：ADC 模式选择，有独立模式、双重模式，在双重模式下还有很多细分模式可选，具体由 ADC_CR1UALMOD 位配置。
6 ~0 R) U4 n$ g& ~" k5 O" w9 S

    ADC_ScanConvMode：ADC 扫描模式选择。可选参数为 ENABLE 或DISABLE，用来设置是否打开 ADC 扫描模式。如果是单通道 AD 转换，选择 DISABLE；如果是多通道AD 转换，选择 ENABLE。

    ADC_ContinuousConvMode：ADC 连续转换模式选择。可选参数为ENABLE 或DISABLE，用来设置是连续转换还是单次转换模式。如果为 ENABLE，则选择连续转换模式；如果为 DISABLE，则选择单次转换模式，转换一次后停止，需要手动控制才能重新启动转换。

    ADC_ExternalTrigConv：ADC 外部触发选择。ADC 外部触发条件有很多，在前面介绍框图时已列出，根据需要选择对应的触发条件，通常我们使用软件自动触发，所以此成员可以不用配置。

    ADC_DataAlign ：ADC 数 据 对 齐 方 式 。可 选 参 数 为 右 对 齐

ADC_DataAlign_Right 和左对齐 ADC_DataAlign_Left。

    ADC_NbrOfChannel：AD 转换通道数目，根据实际设置。具体的通道数和通道的转换顺序是配置规则序列或注入序列寄存器。

    了解结构体成员功能后，就可以进行配置，本章实验 ADC 初始化配置代码如下：

1. ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   - Z: n* j+ m/ G7 `8 ]! I
2. ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
   6 f( c; p- O( H# @
3. ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//非扫描模式
   6 i! j7 e. s9 x! A4 I
4. ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//关闭连续转换
   - L( a: i  _# T7 c0 V  K, ^
5. ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv =
   2 Y: Z% l$ w: F, q9 G4 J1 _) `
6. ADC_ExternalTrigConv_None;//禁止触发检测，使用软件触发
   
7. ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐
   * u  `' l  h4 P
8. ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//1 个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列 1
   
9. ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//ADC 初始化

复制代码

$ ]8 l5 _) v" j. W

（4）使能 ADC 并校准
6 x5 I: ~! b% h' y) `. N8 q) x0 y6 {

    前面几个步骤已经将ADC配置好，但还不能正常使用，只有开启 ADC并且复位校准了才能让它正常工作，开启 ADC 的库函数如下：

1. void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

复制代码

    开启 ADC1 代码如下：

1. ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启 AD 转换器

复制代码

    执行复位校准的方法是：

1. ADC_ResetCalibration(ADC1);

复制代码

+ f1 Y- a4 I* {4 Y/ R5 J

    执行 ADC 校准的方法是：

1. ADC_StartCalibration(ADC1); //开始指定 ADC1 的校准状态

复制代码

) E6 E6 P+ {2 h' I

    记住，每次进行校准之后要等待校准结束。这里是通过获取校准状态来判

断是否校准是否结束。下面我们一一列出复位校准和 AD 校准的等待结束方法：

1. while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
     {5 k6 l- b6 D: c# ^7 l6 z8 N
2. while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准结束

复制代码

（5）读取 ADC 转换值

    通过上面几步配置，ADC 就算准备好了，接下来我们要做的就是设置规则序列里面的通道，采样顺序以及通道的采样周期，然后启动 ADC 转换。在转换结束后，读取转换结果值就可以了。

    设置规则序列通道以及采样周期的库函数是：

1. void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t
   
2. ADC_Channel,uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)；

复制代码

    参数 1 用来选择 ADC，参数 2 用来选择规则序列里面的通道，参数 3用来设置转换通道的数量，参数 4 用来设置采样周期。例如本实验中 ADC1_IN1 单次转换，采样周期为 239.5，代码如下：

1. ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1,ADC_SampleTime_239Cycles5 );

复制代码

    设置好规则序列通道及采样周期，接下来就要开启转换，由于我们采用的是软件触发，库函数如下：

1. void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalStateNewState);

复制代码

    例如要开启 ADC1 转换，调用函数为：

1. ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的 ADC1 的软件转换启动功能

复制代码

; O; B4 J/ H, J* }

    开启转换之后，就可以获取 ADC 转换结果数据，调用的库函数是：

1. uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);

复制代码

    同样如果要获取 ADC1转换结果，调用函数是：

1. ADC_GetConversionValue(ADC1);

复制代码

    同时在 AD 转换中， 我们还要根据状态寄存器的标志位来获取 AD 转换的各个状态信息。获取 AD 转换的状态信息的库函数是：

1. FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);

复制代码

0 z! u$ u, [& x

    例如我们要判断 ADC1 的转换是否结束，方法是：

1. while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

复制代码

    将以上几步全部配置好后，我们就可以正常使用 ADC 执行转换操作了。

    本实验使用到硬件资源如下：

（1）D1 指示灯

（2）串口 1

（3）ADC1_IN5

（4）电位器

    D1指示灯、串口 1 电路在前面章节都介绍过，这里就不多说，至于ADC_IN1它属于STM32F1 芯片内部的资源，对应芯片的 PA1 引脚，对于 PZ6806L开发板，该引脚直接连接到电位器上。对于 PZ6806D 开发板，该引脚连接到一个 3Pin 插针上，需要使用短接片将开发板丝印上的 A1 与 AD 短接才可检测电位器电压，这个在电容触摸按键实验章节已介绍），调节电位器即可改变电压，通过 ADC转换即可检测此电压值。电路如下图所示：

    D1指示灯用来提示系统运行状态，电位器 AD1 用来调节电压（0-3.3V） （注意不能在 ADC 引脚上直接连接高于 3.3V 的电压，否则可能烧坏芯片），调节电位器即可改变 ADC1_IN1输入的电压，通过串口 1 将转换的电压值打印出来。

    要实现的功能是：通过 ADC1 通道 1 采样外部电压值，将采样的 AD值和转换后的电压值通过串口打印出来，同时 D1 指示灯闪烁，提示系统正常运

行。程序框架如下：

（1）初始化 ADC1_IN1相关参数，开启 ADC1

（2）编写获取 ADC1_IN1的AD 转换值函数

（3）编写主函数

    前面介绍 ADC 配置步骤时， 就已经讲解如何初始化 ADC。下面我们打开“ADC 模数转换实验”工程，在 APP 工程组中可以看到添加了 adc.c 文件（里面包含了 ADC1 驱动程序），在 StdPeriph_Driver 工程组中添加了stm32f10x_adc.c库文件。ADC 操作的库函数都放在 stm32f10x_adc.c和stm32f10x_adc.h 文件中，所以使用到 ADC 就必须加入 stm32f10x_adc.c文件，同时还要包含对应的头文件路径。

    这里我们分析几个重要函数，其他部分程序大家可以打开工程查看。

" c2 O9 R; `( F4 @

ADC1 初始化函数

    要使用 ADC，我们必须先对它进行配置。ADC1_IN1 初始化代码如下：

1. /****************************************************************
   / I* ^4 o7 e' R+ o* v& Z% b
2. * 函 数 名 : ADCx_Init
   
3. * 函数功能 : ADC 初始化
   
4. * 输 入 : 无
   % E- q) z7 m/ u/ M
5. * 输 出 : 无
   5 f) M+ O/ A/ k7 b8 C( F
6. *****************************************************************/
   5 \. a2 z0 e" q( K# Z# R9 G$ _
7. void ADCx_Init(void)
   5 c7 f, I: E5 p* |
8. {
   
9.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体变量
   8 A. J9 [5 {( t$ R7 B
10.   ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    
11.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    
12.   RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);// 设 置 ADC 分 频 因 子 672M/6=12,ADC 最大时间不能超过14M
    
13.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;//ADC
    
14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN; //模拟输入
    $ u* P; A7 h6 q  o
15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
16.   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
17.   ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    : W& A6 `1 H! W5 _
18.   ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//非扫描模式
    
19.   ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//关闭连续转换
    
20.   ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv =ADC_ExternalTrigConv_None;//禁止触发检测，使用软件触发
    2 w4 j& h0 W8 ^/ j9 n3 P. h+ b
21.   ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐
    
22.   ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//1 个转换在规则序列中也就是只转换规则序列 1
    % N* C/ k% z& X0 ?9 p
23.   ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//ADC 初始化
    
24.   ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启 AD 转换器
    
25.   ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定的 ADC 的校准寄存器
    
26.   while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取 ADC 重置校准寄存器的状态
    & o0 U+ C0 X7 q
27.   ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定 ADC 的校准状态
    
28.   while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//获取指定 ADC的校准程序
    $ X) y6 W6 n4 `/ {: @, C
29.   ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
    % g/ b9 R* q' |4 Q2 C! J
30. }

复制代码

    在 ADCx_Init()函数中，首先使能 GPIOA 端口和 ADC1 时钟，并配置 PA1 为模拟输入模式。然后初始化 ADC_InitStructure 结构体。最后开启 ADC1。这一过程在前面步骤介绍中已经提了。其实如果你会使用 ADC1_IN1，那么其他 ADC通道都一样。
* h. T; G& e" q$ Y! L3 u

. m. f5 q% K2 Q5 g* v8 e+ i

获取 ADC1_IN1 转换值函数

    配置好 ADC1_IN1 后，就可以开始读取 AD 转换值了，代码如下：

1. /*************************************************************************
   
2. * 函 数 名 : Get_ADC_Value
   
3. * 函数功能 : 获取通道 ch 的转换值，取 times 次,然后平均
   
4. * 输 入 : ch:通道编号 times:获取次数
   ; |2 a7 `; m' S7 d
5. * 输 出 : 通道 ch 的 times 次转换结果平均值
   
6. *****************************************************************/
   
7. u16 Get_ADC_Value(u8 ch,u8 times)
   
8. {
   5 S6 l1 {1 O$ G5 c. I. S% z5 P: d
9.   u32 temp_val=0;
     W% \5 V- X; m9 `  j% o
10.   u8 t;
    1 N5 g2 L1 B  F3 f- \
11.   //设置指定 ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
    7 g/ O3 M" n# F
12.   ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1,
    
13.   ADC_SampleTime_239Cycles5); //ADC1,ADC 通道,239.5 个周期,提高采样时间可以提高精确度
    / A, k9 w% t0 u" T* t- m( k; q
14.   for(t=0;t<times;t++)
    ' N- j- H0 G+ L7 ^6 J
15.   {
    ; [( ?6 C8 @+ l7 {: k5 A
16.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能指定的 ADC1 的软件转换启动功能
    0 O  m: ?" b# B+ g
17.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
    2 T5 c; Z" p3 o- ~% c# n$ d
18.     temp_val+=ADC_GetConversionValue(ADC1);
    
19.     delay_ms(5);
    0 B" ^/ P# Y7 K! V) R( f
20.   }
    
21.   return temp_val/times;
    % X1 i/ L9 B0 x! R. R( G/ v
22. }

复制代码

, @" `' n4 k8 N0 n

    Get_ADC_Value 函数有两个参数，ch 表示 ADC1 转换的通道，times 表示转换 次 数 ， 用 于 取 平 均 ， 提 高 数 据 准 确 性 。函 数 内 首 先 调 用ADC_RegularChannelConfig 函数，指定 ADC规则组通道、规则序号、采样周期。
$ k# W% W* T5 d5 ]+ M

    然后调用 ADC_SoftwareStartConvCmd 函数启动 ADC1 转换，等待转换完成后，读取 ADC1的转换值， 最后将 AD 转换值取平均后返回。由于ADC1 最大为 12位精度，所以返回值类型为 u16 即可。

主函数

    编写好 ADC1初始化和获取转换值函数后，接下来就可以编写主函数了，代码如下：

1. /****************************************************************
   
2. * 函 数 名 : main
   3 [, Q4 s& j% K+ |5 o/ m2 h
3. * 函数功能 : 主函数
   0 v3 p- F0 L$ w; U( g6 ?
4. * 输 入 : 无
   
5. * 输 出 : 无
   
6. *****************************************************************/
   1 g' [' b/ S6 U6 `
7. int main()
   
8. {
   
9.   u8 i=0;
   & S# R. @5 Z  n7 b
10.   u16 value=0;
    
11.   float vol;
    2 o. D$ R4 x* q+ I& w1 h
12.   SysTick_Init(72);
    % u  [/ O1 o: s& E' N/ F+ E
13.   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级分组 分2 组
    
14.   LED_Init();
    " v$ g& v# v- d
15.   USART1_Init(9600);
    2 ~5 z, b# _3 k0 a. }2 O! ^
16.   ADCx_Init();
    9 G- A5 [) `& b  h# t9 F# K" r
17.   while(1)
    
18.   {
    1 [2 X! Q( H3 r; Z
19.     i++;
    
20.     if(i%20==0)
    
21.     {
    
22.       led1=!led1;
    
23.     }
    
24.     if(i%50==0)
    5 O4 c: g9 n* ]% v4 v( G, H! p& Y
25.     {
    & b& l* V* M( X  W+ J+ l
26.       value=Get_ADC_Value(ADC_Channel_1,20);
    
27.       printf("检测AD 值为：%d\r\n",value);
    $ Y8 s2 h' m; \
28.       vol  =(float)value*(3.3/4096);
    
29.       printf("检测电压值为：%.2fV\r\n",vol);
    
30.     }
    
31.     delay_ms(10);
    
32.   }
      h. W  o) a* L% o; o: Z
33. }

复制代码

. P4 l% L& S: X

    主函数实现的功能很简单，首先调用之前编写好的硬件初始化函数，包括SysTick系统时钟， 中断分组， LED初始化等。然后调用我们前面编写的ADCx_Init函数初始化 ADC1_IN1，最后进入 while 循环，间隔 500ms 读取一次通道 1 的转换值，将 AD 转换值 value*(3.3/4096)转换为电压值输出，这里为什么要*(3.3/4096)？因为我们使用的ADC1 为 12 位转换精度，最大值为 2^12 即4096，而 ADC的参考电压 VREF+为3.3V， 所以知道 AD 转换值就可以计算对应的电压值，这里要注意，最后计算结果要强制转换为浮点类型，否则得不到小数点后面的数据。D1指示灯会间隔 200ms闪烁，提示系统正常运行。

    将工程程序编译后下载到开发板内，可以看到 D1 指示灯不断闪烁，表示程序正常运行。当调节电位器时，获取的 AD 转换值和电压值将发生变化，并通过串口打印出来。如果想在串口调试助手上看到输出信息，可以打开“串口调试助手”，首先勾选下标号 1 DTR框，然后再取消勾选。这是因为此串口助手启动时会把系统复位住，通过 DTR 状态切换下即可。然后设置好波特率等参数后，串口助手上即会收到 printf 发送过来的信息。如下图所示：

    实验说明：如果之前下载待机唤醒实验程序后，若使用普中 ARM 仿真器下载此程序会出现报警，这是因为处于低功耗模式时，所有外设时钟都已关闭，所以需要在下载程序前先复位下系统。

8 b& v  e3 x) B, C9 ]' f1 O, X