一、ADC原理
: N- c% T1 @% v1 C- M% Q7 ^3 sSTM32G431内部集成2个有最高12位ADC（ADC1、ADC2），它们是逐次逼近型模数转换器
7 b3 w4 s& X% o  q$ q
ADC功能结构图


9 A, P1 J! o' w. A1 v
主要特性：
1.可配置的转换精度：6位，8位，10位，12位
' `! v8 ^; h2 ~. x2 s# c
3 r9 p9 J% W+ w& `' b6 F) l( W若精度为12位 ： 3.3/ 212=3.3/4096 ，一个单位对应这多的电压值

2.转换电压范围： 0 ~ VREF+（一般接到3.3V电源，不能超过STM32芯片电源电压）


2 Q$ g+ M; `( o
3.19个转换通道：16个外部通道（IO引脚） + 3个内部通道（温度传感器、内部电压参考、电池供电监测）


3 {: t) }( P  |
4.采样时间可配置
" Y$ }) }2 ~% ~3 o' A
5.扫描方向可配置
; E+ W0 w7 n0 k+ B. p% E/ M
; l9 ]6 x& k; J, p0 ?$ D8 o' `" {6.多种转换模式：单次，连续
* e8 q7 q$ w1 s2 o% S& S# y2 C
7.数据存放对齐方式可配置：左对齐，右对齐（ADC的结果存储在一个左对齐或右对齐的 16 位数据寄存器中）
& I1 t* z4 O0 q( \1 ~% s
8.启动转换方式可配置：软件触发，硬件触发
4 v  \3 ~3 R4 c8 W$ k2 l+ F5 E
9.可设置上下门限的模拟看门狗

10.DMA功能
. r) i- q( U- f2 Q/ \4 ?3 n
11.在转换结束、注入转换结束以及发生模拟看门狗或溢出事件时产生中断

# {) E8 |9 u" C  I& A$ t通道和转换顺序
! v7 {6 h- j: A* u规则通道：规规矩矩按照顺序来转换，平时用到的就是这类通道.
$ S& D7 ?0 u8 `& I1 N" L
1 _0 T. b1 {! b2 ~
ADC_SQR1控制转换的顺序和数量（L[3:0])
/ b: {- y& X) Z0 B& P4 `6 v; |
注入通道： 注入可以理解为插队。它是一种在规则通道转换的时候强行插入要转换的一种。这点和中断有点像，当规则通道转换中，有注入通道插队，那么得先转换注入通道的，然后才倒回来转换规则通道
/ S! d/ X( E+ ~  i4 ]4 E9 H
( Z; B' o/ U0 X* D/ z; E

1 i! u8 K* ~: N每个通道都有相应的触发电路，注入通道的触发电路为注入组，规则通道的触发电路为规则组

  |8 P* C. J! K* E. N7 E5 _使用控制寄存器启动时，为ADON位写1开始转换，写0停止转换。
# }& k4 E  [* B使用外部事件来触发转换，这个触发包括内部定时器触发和外部IO触发。

触发源的选择由ADC_CFGR的EXTSEL[3:0]和ADC_JSQR的JEXTSEL[3:0]位来控制，EXTSEL[3:0]用于规则通道的触发源，
6 ?+ d) A( ^5 f1 t' TJEXTSEL[3:0]用于选择注入通道的触发源。选择好触发源后，控制EXTTRIG和JEXTTRIG这两位来激活触发源

  a3 o7 b/ [- W4 z6 K' K转换时序图： ADC在开始精确转换之前需要一段稳定时间tSTAB。ADC开始转换并经过15个时钟周期后**，EOC标志置1，转换结果存放在16位ADC数据寄存器中。**

; s& V) ?9 [* V3 [. _# g4 B
' P. P" M+ o6 y( z; U$ d
ADC必须在时钟ADC_CLK的控制下才能进行A/D转换，ADC_CLK的值是由时钟控制器控制, 可以选择同步时钟也可以选择异步时钟线。时钟控制器为ADC时钟提供了一个专用的可编程预分频器，默认的分频值为2

采样时间和转换时间：由ADC_SMPR1和ADC_SMPR2的SMP[2:0]设置，每个通道可以设置不同的时间采样，采样的周期最小是3个周期(1/ADC_CLK)，TCONV=采样时间+12周期
& e! X9 z. j' |
当ADC_CLK=30Mhz，ADC为3的周期，那么，总的转换时间为：TCONCV = 3+12 = 15个周期（0.5us)

当数据转换完成，数据将会以对齐方式(左/右）存入相应的寄存器
每个通道也有相应的转换结果寄存器，分别称为规则通道数据寄存器和注入通道数据寄存器
1 x. R! z5 g6 p: P9 ]$ I- W; A
但是，规则通道数据寄存器只有一组，所以存储进去，CPU必须马上读取，一般使用DMA处理；

! D8 V$ Q! `  `. M通常，对于多个规则通道的转换，每次转换完一个数据，需要发出中断请求，CPU读取信息，但是如果转换数据量特别的时候，给CPU带来负担，有可能还没读走就转换了新的数据。

在使能DMA模式的情况下，每完成规则通道组中的一个通道转换后，都会生成一个DMA请求。这样便可将转换的数据从ADC_DR寄存器传输到用软件选择的目标位置。摆脱对CPU的依赖。

( h1 V5 q* x1 {7 K注入通道数据寄存器可以存4组数据，最后一次读取。
  z/ p2 w* v# ~( R0 X: Y: @9 s( x
模拟看门狗：用于监控高低电压阈值，可作用于一个、多个或全部转换通道，当检测到的电压低于或高于设定电压阈值时，可以产生中断
& ]. \8 q+ h3 g: O& A' [
2 y8 ]% ]5 g: H' O7 O# R
* Z2 M; L5 G$ G8 C5 ?/ J5 O
+ y! W4 V; x. I/ q$ J# ]如果ADC转换的模拟电压低于阈值下限或高于阈值上限，则AWD模拟看门狗状态位会置1。

8 v0 I% x0 T+ {; l可以使用ADC_IER寄存器中的AWDIE位使能中断


$ p/ r" |6 S2 s# f) y; Z0 D2 H
' V1 X, x! f& W有4种情况可以产生中断，即规则组转换结束、注入组转换结束和模拟看门狗事件与溢出事件。ADC1和ADC2的中断映射在同一个中断向量上
- {+ H# z8 K& X" F( X3 U7 X% j
; S! a: h: V, T二、ADC工作模式
: k: s1 J( T) b: t2 L1.单次转换模式
在单次转换模式下，ADC执行一次转换。ADC_CFGRD的CCONT位为0时，可通过以下方式启动此模式：
3 ]: C% W7 H2 i( _3 C( e, c; c3 ^1 l
将ADC_CR寄存器中的ADSTART位置1（仅适用于规则通道）
将JADSTART位置1（适用于注入通道）
外部触发（适用于规则通道或注入通道）
7 F+ i( V, h4 p+ {  k5 c) S
3 U4 N" a1 @4 @, L$ ~! @完成所选通道的转换之后：
- k4 [1 k0 R- N: Z. ?4 k' S  \如果转换了规则通道：
- `5 K& P; M$ I
" i, Z$ n+ h0 Z& i$ v' R转换数据存储在16位ADC_DR寄存器中
EOC（转换结束）标志置1
EOCIE位置1时将产生中断
7 |! |' D5 g- o5 |; w
如果转换了注入通道：
* A2 B5 K, f  u2 X- n
转换数据存储在16位ADC_JDRy寄存器中
$ g% U% ?  u) ^  h+ fJEOC（注入转换结束）标志置1
JEOCIE 位置1时将产生中断
6 {. f+ J; z$ w$ }# }' t0 O
3 ~" W  O- {5 p  i然后，ADC停止。

" ^- N0 T7 M; Y2.不连续采样模式
8 J5 q1 K/ ~, q触发一次，n个连续转换，按照规则通道顺序
+ R0 A: F: J& L# `
$ l# k+ s- {6 H. a1 _n=3，要转换的通道=0、1、2、3、6、7、9、10(L[3:0]=8)
第1次触发：转换序列0、1、2
第2次触发：转换序列3、6、7
! C+ z% _" o# X  q: _, F4 q第3次触发：转换序列9、10并生成EOC事件
第4次触发：转换序列0、1、2
…

7 \2 ~$ O* \- d4 ~6 Z! p5 ^3.常规扫描模式（连续采样）
, \, [0 I1 m1 O& K8 u$ k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。ADC_CFGRD的CONT位为1时，可通过外部触发或将ADC_CR寄存器中的ADC_DR位置1来启动此模式（仅适用于规则通道）。

4 m6 `3 A/ q1 J6 T+ r: L$ v
4 \: [+ S: \- u! d) y: P* c
每次转换之后，如果转换了规则通道组：
/ `* R" |, ^; i5 t
上次转换的数据存储在16位ADC_DR寄存器中
2 `1 W; ~* l8 S# n: u8 _EOC（转换结束）标志置1
& E7 @0 w3 R$ M# Q* QEOCIE位置1时将产生中断
* \6 a7 U8 D. ^$ U) f
注意：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）。
4 o4 W5 J9 H; Q0 @
+ h2 O& z' v+ ]& w& i# a8 v4.注入转换扫描模式
; E- k0 ]0 k& R2 D) M2 K1 H9 E3 X. X触发注入：在规则通道组转换期间出现外部注入，则当前的转换会复位，并且注入通道序列会切换为单次扫描模式。然后，规则通道组的规则转换会从上次中断的规则转换处恢复。

8 Q6 B1 y: \  h0 v$ W3 L) K5 |如果在注入转换期间出现规则事件，注入转换不会中断，但在注入序列结束时会执行规则序列。



- ~- Y4 s3 p$ M7 C7 }$ N自动注入：注入组中的通道会在规则组通道之后自动转换。这可用于转换最多由20个转换构成的序列
" J/ Y9 z' {7 |+ g* S5 A4 d
5.多重ADC同时模式
一次触发，多个ADC同时转换通道数据
! j( Y) ~" K% b6 U3 Y
& r( y7 F( f7 k! S
1 G# M* R" `9 h, S- C
1 N: C9 Y  n# ]% I" I在具有两个或更多ADC的器件中，可使用双重（具有两个ADC）和三重（具有三个ADC）ADC模式。多重ADC模式主要解决的问题是：在保证高精度下，提高采样率。

+ i* Z8 W1 r4 n; e1 V2 N4 v) D6.多重ADC交替模式
两个或者三个ADC交替对一个通道采样

' K; Z& ?4 S" q! p- |$ u
' X: w+ a4 u/ N+ r8 v4 ?
& D# u4 l' b' i; a3 M4 m7.多重ADC交替触发模式
) C3 I# H, p( C2 i( I双重ADC模式：
发生第一次触发时，将转换 ADC1 中注入组的所有通道
发生第二次触发时，将转换 ADC2 中注入组的所有通道
3 B* @- s6 Y. x5 E7 L以此类推



( X# }, M. H, [7 @  Q. Y: a6 E三、ADC配置(STM32CubeMX)
G4原理图
' P6 z4 G) H8 e

* O3 ~' G) ^2 I' L6 a# k7 k8 f

5 a. a9 t8 z+ r& N
将PB15，PB12配置成ADC2的IN15，ADC1IN11通道
! s5 `9 i& G# d6 u% f1 c

+ E: A9 i8 w, K: P; J! V
5 G  D5 o5 Q/ p4 e5 A使能ADC2的通道15
  C, a1 G5 A( E& e
. j3 J- c. f$ O4 z9 B/ @" ~* u

配置ADC的参数
- Z; F/ w' F2 S6 w# B) l


$ w; w; G; ?6 M9 A/ U- I4 i
4 S7 f, w& D# o: t' y$ g

0 j. ~7 `% P1 ~8 Q, i1 K
ADC时钟的选择
2 f' Z( c( @: E5 C' b! @

3 {7 @9 O* c/ w. I  x( Y
9 }6 \3 R5 k; }1 q+ U9 O* _若没有使用DMA，上面的ADC差不多配置完了

. L3 u+ [6 w0 d% Y. ~' o四、部分程序
& A8 d& I  |$ ^0 I4 x/ A& bSTM32CubeMX会配置好ADC的初始化，我们只要写ADC的采样函数即可
5 v# q$ b' |* w+ \调用HAL函数即可，HAL_ADC_GetValue()得到返回值。注意,在调用该函数之前一定要初始化adc的句柄。

1. uint16_t getADC1(void)
   
2. {
   
3.         uint16_t adc = 0;
   - Z. x6 R3 {/ }2 n+ `4 B5 h1 X
4.         HAL_ADC_Start(&hadc1);
   
5.         adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
   3 G8 l+ j' N4 {$ X8 T4 \
6.         return adc;
   + v7 r2 ]. d9 w1 B
7. }

复制代码

2 s+ b! m; i1 c6 c2 h% ?

6 r' o8 o+ d2 j4 E* ?9 _" H% P% v