一、ADC原理
STM32G431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

ADC功能结构图
. m- O: S0 k  |5 [, `1 W

; G; a5 U* x$ r
& p$ R3 N, l% p( O' e* H/ f主要特性：
1.可配置的转换精度：6位，8位，10位，12位

若精度为12位 ： 3.3/ 212=3.3/4096 ，一个单位对应这多的电压值
& L5 R& f8 ]4 C$ Z: u
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）


8 Q; T  G3 J; M: |3 k
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）



4.采样时间可配置

5 L( T8 Z) H- u0 @& b5.扫描方向可配置
+ j4 T# r$ Y/ z/ _6 h1 M
6.多种转换模式：单次，连续
$ k$ q. H* J  d( r5 l6 t2 Q
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）

8.启动转换方式可配置：软件触发，硬件触发
, H) ?2 f5 Z; B; V0 O+ x
' l2 S% s  S9 t: z: S  a9.可设置上下门限的模拟看门狗

10.DMA功能

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

通道和转换顺序
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.

% b( I5 {; J; R7 K' E9 O+ _
ADC_SQR1控制转换的顺序和数量（L[3:0])

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

7 {6 F7 ?$ g( I* ]; l0 m% z. R9 x

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
' l2 I' w( }9 P0 F* j
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。
! l' A1 A1 `  M. x6 B5 w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，
JEXTSEL[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

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。**

) a/ [! [' Q- m* ?# \2 S) I) h0 T* E

* a9 T, ^( l4 e' F+ p. ~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
3 B  C% S+ e" z9 g3 z" [
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

. i7 n  _$ m( I! x3 P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)
! \% @( f, |2 a  x
: I7 _- x; ?4 s) g3 }; c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
& a* D( J+ }- j9 i% w
, i% `6 e# {* H, F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；
% t' O, S) E: v1 s3 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。
( g+ i, ?5 i' D, ^( Z
$ E) A# a3 y: p  ?  Q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。
) d5 p' u8 g8 z
- r. U& S+ h. @3 p) C注入通道数据寄存器可以存4组数据，最后一次读取。
# b0 L' C! @/ e5 {
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



) F3 g. M, x7 n  w" p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。
# K; g) u5 T  g6 B! V
可以使用ADC_IER寄存器中的AWDIE位使能中断
/ g: e# Y3 e+ ?0 z; }7 r9 I
7 V6 {5 p* p3 @/ x! b

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
8 ~2 g& o3 a, Q% l  L
' S7 N! |5 O  [3 U0 A5 B$ \二、ADC工作模式
& k7 K. o1 F3 u2 w( ^1.单次转换模式
' r; e  v2 f! z+ v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：

1 S* y$ g8 M, Y4 p2 m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）
8 ^  w/ L! l' k8 n
完成所选通道的转换之后：
! L* e: @# V6 t9 H9 a* \1 D  _如果转换了规则通道：
; L# Q# i1 \9 v  ?( {, R# P
2 M. r7 ~3 a5 G* T+ Q转换数据存储在16位ADC_DR寄存器中
/ T  l5 d/ E$ l% FEOC（转换结束）标志置1
7 F) ?# X3 H# Q6 n; V! J" qEOCIE位置1时将产生中断
( s$ |/ |6 a) l6 W) X2 O+ |
& ]. Y' q0 M1 C8 }/ c如果转换了注入通道：
! S  b2 V6 }  P
% J  F0 u% C, `3 a) V( ~: Y转换数据存储在16位ADC_JDRy寄存器中
JEOC（注入转换结束）标志置1
JEOCIE 位置1时将产生中断

! o& J5 C+ ?3 J' r然后，ADC停止。

4 m: t* h8 n& \( ~1 W& z2.不连续采样模式
触发一次，n个连续转换，按照规则通道顺序

n=3，要转换的通道=0、1、2、3、6、7、9、10(L[3:0]=8)
0 W( E$ b$ z" I* W) Q$ G' p* m- l; f第1次触发：转换序列0、1、2
& U2 ~, W" W! F7 B3 j! q4 {  }0 J' z第2次触发：转换序列3、6、7
& O$ N) s4 {; l* \" Y第3次触发：转换序列9、10并生成EOC事件
! n& C$ L+ T- ^2 W/ ]第4次触发：转换序列0、1、2
+ ?7 M5 o5 W: L. c2 P- j…
! h# d% k  O+ U# c, n8 o  y/ n
3.常规扫描模式（连续采样）
0 T) V5 a; J" Z0 T3 e+ o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）。

" N' R7 [2 M2 G9 ~* F, D7 g
; i! z: S. B2 V2 B" ?0 Q
每次转换之后，如果转换了规则通道组：

3 e. ?9 ]. E* x- \) t, L/ ^+ k1 v' U上次转换的数据存储在16位ADC_DR寄存器中
, G9 w) W1 C! a9 B+ N( O& z6 CEOC（转换结束）标志置1
EOCIE位置1时将产生中断
* }" V5 Y& c, }  v0 Z
6 T, O) o# A  R( p3 r5 j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）。

0 p( v3 f% a) X. {1 T4.注入转换扫描模式
6 E- A$ b: B* a8 }* o  u& ~7 N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。
0 b( @" ?: k8 o
; Y0 h) A) Z$ U$ e, X7 [/ j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。

, H, K( p2 s; ~* k6 i' l9 p

- b4 h; c8 V5 L; H4 d+ \, ^7 y: J, h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

! \1 w& w0 p% }2 q/ t5.多重ADC同时模式
( C& _( h5 `; f, }3 h一次触发，多个ADC同时转换通道数据



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。
: p* m9 [* E: [' r2 F- R
, W% W6 @, E9 x' `/ `: T" y- D: y* r6.多重ADC交替模式
两个或者三个ADC交替对一个通道采样
3 b' `  n, Q  {2 k+ ]

5 C# [2 x! h" L" f1 J
. S3 E3 U6 [: R4 F2 j1 R& a. L3 z7.多重ADC交替触发模式
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
9 o7 v8 ~7 ^* e8 N发生第二次触发时，将转换 ADC2 中注入组的所有通道
以此类推
4 }2 C( D; [9 i
; B2 y  w- P4 K# F- X

三、ADC配置(STM32CubeMX)
: }6 ^7 O% n6 bG4原理图
5 W& ]0 |; l! e3 W/ E; u4 G. w: o

' {7 L6 ~8 a; z1 v5 w
* C% Z; n2 \5 W/ X$ `! I$ T. e; p

/ K  X7 g" G' {1 }7 C! D将PB15，PB12配置成ADC2的IN15，ADC1IN11通道

" [* [+ P5 P: t/ O/ w
' `4 ~# R( v% S& S+ y( k" B
使能ADC2的通道15
1 a# b: o, f  D& O: e


! t+ I. \% b7 M6 I  v/ H/ [配置ADC的参数
5 i: M  e  i) l; [- I0 V; m) y2 H1 I# r1 Z; w
  X4 c- [' d9 t' `5 h
. T- F0 h6 K8 r2 U4 j! g) a0 b* j0 f


0 {" x; A1 n; U# Z% w' a  q
# D. P5 G3 o9 y" j% H
, W! L! ~) [( n1 ?' j6 F  PADC时钟的选择
, v4 Z4 E  D/ S( K
  ^, I- J. e5 W0 e7 m/ ^# Z

- y  \* {2 o0 I9 U2 K- k若没有使用DMA，上面的ADC差不多配置完了

四、部分程序
! s& s$ u$ {2 k9 D3 ^# B9 SSTM32CubeMX会配置好ADC的初始化，我们只要写ADC的采样函数即可
0 _# P; T$ ?0 i$ h. C. A& _  i. T. g8 c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。

8 r- k. l2 y7 x" ~' |' ?' |/ D

1. uint16_t getADC1(void)
   % u/ K3 F+ M* p  L5 n" q
2. {
   . R1 Q( }, h9 p0 `' J  p
3.         uint16_t adc = 0;
   
4.         HAL_ADC_Start(&hadc1);
   5 C8 G( S/ N  Y5 A) x2 {# P* Y
5.         adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
   
6.         return adc;
   
7. }

复制代码

, b3 t$ v5 }; F

6 R" E' z' Q# }. F( d. @+ [