一、ADC原理
5 J9 h: {" N9 r3 u$ O5 }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
0 G" p8 V- B. _8 T: u# C- x
ADC功能结构图
) H, r/ c1 a) i; V


! ]% q2 `9 m# k! t( h; [主要特性：
1 `) m; \; A: R6 E3 {4 Z1.可配置的转换精度：6位，8位，10位，12位
# I8 `( K% V' p
0 J/ c, q- y; Y  W- {) x# E' P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）


* U0 x+ x5 l1 k' a1 a6 ]! _
4 p5 U' T  v, L9 c! J# H3.19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 n! m, j; K1 O5 s7 D& C: N6 J4.采样时间可配置
6 H  e2 M8 M' [$ h
. O; p( `# r. ~! m5 i1 V5.扫描方向可配置

# U8 R- _" `5 K7 P" D6.多种转换模式：单次，连续
: ]/ T8 l9 F! A7 P: z
8 ^2 Q0 o2 A' R: u7.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）
1 ?9 {; W" F, q9 z/ m, R" p  s
8.启动转换方式可配置：软件触发，硬件触发
$ c* Q# U# s5 M
9.可设置上下门限的模拟看门狗

10.DMA功能
# f# F* h( w1 l, \' Z1 r
7 W$ _4 n; P5 M11.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
' p" O+ b* p5 ^6 t! C8 g+ I. P
通道和转换顺序
/ d/ M- D; f- k7 v/ e( F8 w7 r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$ f* l) i6 B" G3 ?
' M+ _5 l8 e: h0 J# N
' H$ V' N# I1 O  |+ X* pADC_SQR1控制转换的顺序和数量（L[3:0])
5 c( P1 `3 m$ o; U
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

/ o  ?2 S' a9 g' C9 K

, h# f6 K+ Y9 j$ 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

0 k, x+ @; ?" j& J! c5 e  e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。
  y( u+ n3 q4 J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。
; A* Z/ z& A8 Y! r- p3 k
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 n% J+ l3 G2 r: a) vJEXTSEL[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
- G% ?% u" s4 U8 J
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。**
& @0 ^; s; \0 d% P/ _. h

& d) \0 n( v% C: _3 M% O
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 L7 X% r. o; B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
; E8 M! d0 R4 J4 p5 @2 k& B" L
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
) `8 i2 |8 K! G3 i' |
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；

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。
# Q" I" Y, ?9 t( B
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。

" R: z( D% y  g1 l+ Z注入通道数据寄存器可以存4组数据，最后一次读取。

$ h  p8 [) s6 J& {* _. \1 W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
! X6 `! E; ]! m/ W

/ T/ C2 m( `. c& X7 v
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。

5 L: e- Y2 H2 j) h7 K# Q2 {可以使用ADC_IER寄存器中的AWDIE位使能中断
$ O; X# w9 _9 r4 k/ p
1 e" l0 y8 ?0 O  x' O9 W& W
& x/ ^6 W4 ?; C. j
8 s& R) Y7 P2 I0 i9 L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

% B; A$ `6 o5 M: `" W% ^: e( h二、ADC工作模式
1.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：
$ Q3 ?( l$ }) I: p/ D9 s# W2 p
! r, k+ |* I# W6 i8 ?) r5 X+ X4 ~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）

1 v) O  }! @9 A% Q1 U. _完成所选通道的转换之后：
6 t* K! O% Z, S  ]如果转换了规则通道：
/ @# A! ~9 k  j3 o& v
- Y$ x: I- L6 R转换数据存储在16位ADC_DR寄存器中
' b4 _+ q4 F1 i0 n1 OEOC（转换结束）标志置1
EOCIE位置1时将产生中断
" E3 m# r# D6 @
1 m+ ]* d3 s0 w如果转换了注入通道：

3 o2 |$ |: y3 ?  ?9 H2 L7 w. z5 S转换数据存储在16位ADC_JDRy寄存器中
: X0 z/ U8 x- p. ]JEOC（注入转换结束）标志置1
JEOCIE 位置1时将产生中断
: ]# {' D" u1 Y: R) o* m" l
然后，ADC停止。
3 ?. R, V2 ^: d5 e' T0 v
2.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

0 ?9 x# ^$ T% Q- p  Ln=3，要转换的通道=0、1、2、3、6、7、9、10(L[3:0]=8)
' m. m& Y, |5 B/ x2 W1 O. q第1次触发：转换序列0、1、2
# `4 @6 c) y# Y  f3 V1 l  J$ C第2次触发：转换序列3、6、7
, ?* v/ V$ c" w1 S" E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
…
  `2 D2 N3 i# R
3.常规扫描模式（连续采样）
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）。
+ y; H* d8 t  G" s- ]% y


1 ~, b7 b4 c1 K. n每次转换之后，如果转换了规则通道组：
7 M2 ^* B2 V3 b6 x# }* e
上次转换的数据存储在16位ADC_DR寄存器中
( ]. o9 E' t8 o5 g8 S" MEOC（转换结束）标志置1
EOCIE位置1时将产生中断
6 c/ C, |6 L2 y  p1 h  V% Y
8 F& Q( o& [2 t8 l2 z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.注入转换扫描模式
$ G# L7 Y9 H  t' C, C+ `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。

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。

' `4 M+ S0 U2 P. t
; u7 B( Z3 d% Y- I! j
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
3 j, @: Y, n' Y
5.多重ADC同时模式
  o0 Z! h) {3 Y  s: Y* B! Q一次触发，多个ADC同时转换通道数据
: U0 j. ?5 a3 @6 y- u

3 d5 ^8 F! @" j  p* ?
9 w  H* r( _5 S. P( t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。

  V4 K; U; |% \" b6.多重ADC交替模式
两个或者三个ADC交替对一个通道采样
5 D- Q* ^4 F# ?: N" M' i

' b0 X- I" \2 v9 P, E8 j5 n
4 m3 L4 a! |) r  A3 X/ {7.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
. |0 n7 u$ R$ k  C发生第二次触发时，将转换 ADC2 中注入组的所有通道
8 F- O+ x2 r; r- C9 m, f" t- j" w以此类推


) K, o& C9 I6 m0 S3 Q4 ?7 P- r% a9 t
三、ADC配置(STM32CubeMX)
5 o1 B. F9 Q1 C6 Z" `( Q) q" FG4原理图
; N) D$ ?- i; i, l6 t

. E+ n. }  K, M0 O$ ^9 _

& F1 B' _, k9 _% h/ V  M& X
6 R2 ?, [) u1 ~$ @* h- S将PB15，PB12配置成ADC2的IN15，ADC1IN11通道

" G) ]$ I: B4 W7 ~& A. a( @. x$ {
7 F8 |% q& q( x6 k' k/ z% K1 }
使能ADC2的通道15
  w- W+ j' b9 Y3 l+ |


: C) l  s, P, j% e配置ADC的参数

  ~9 }" i6 `( T+ [3 k( o


% `6 i5 y  c8 j$ E& c. S
' k$ x) g2 X' y, J8 a% t: L

+ P" s3 B* Q3 c$ L% S$ }* ZADC时钟的选择

" j8 d$ u5 w1 N  T1 `: N5 p

若没有使用DMA，上面的ADC差不多配置完了
( T/ W! C/ C. N: g; R+ e' ?* J3 k
9 ~) \9 ]: G, N; D% T四、部分程序
STM32CubeMX会配置好ADC的初始化，我们只要写ADC的采样函数即可
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. {
   # z7 R  o, _+ k
3.         uint16_t adc = 0;
   + \/ S: Y7 C0 e
4.         HAL_ADC_Start(&hadc1);
   ; B# R* u. A' t  F
5.         adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
   
6.         return adc;
   
7. }

复制代码

+ i( Y9 T% ^' V  v) p


1 g4 H) N  U/ g