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
+ G$ z, W& |* q
ADC功能结构图
6 m+ T( V7 r5 W" o& O
( Z: r. j1 A! L( A/ _' p3 G

! ^+ g6 X- S( S6 j主要特性：
1.可配置的转换精度：6位，8位，10位，12位
3 ]' R, r: n; j* d$ H; c
+ b& }6 c& Q& h+ \- d2 \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）

3 D" Z0 P6 i! j3 l4 x! O4 J5 \
8 f" B6 @' B1 m
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）
9 N+ p% c+ g" U) ?7 D. U, P
3 a+ X+ o# K7 e$ I8 l4 P

6 X# t3 c+ ^& a1 j- m' C( P. A  f+ H4.采样时间可配置

9 Z) d' _' D; u' H+ f( F, t3 n5.扫描方向可配置
  T/ n5 H9 E7 R! u: b3 W
6.多种转换模式：单次，连续

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）

7 v7 Z' l0 _. ^8.启动转换方式可配置：软件触发，硬件触发
, D) Q7 t/ z# |2 J  s0 m/ ]+ D7 J
0 M0 a% b/ p& U+ D( M9.可设置上下门限的模拟看门狗
0 f1 ^: ^# \9 |+ d* E' X( C
10.DMA功能
2 R4 j6 y) `0 q
0 y6 `! Z" k; l( b  m- X7 b11.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
0 d. U+ V  _4 d1 n4 E
' |( e5 f6 F; u; C' m4 A; j通道和转换顺序
, W6 B# O. O5 A. O+ l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.

+ ]* }  [5 u( _; A3 y$ h' J" A
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

2 U0 C( d  t, ~+ K

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
6 s' v, x: x) m/ n% f
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。
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。
; d& x9 U# [9 Y, [: [
+ d3 O9 m! R5 X. A3 O* X* v. v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，
. ]0 R+ E4 T5 F4 iJEXTSEL[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。**

! f, x( _$ q- p- P5 L
. ?% e% Z5 Q5 x! `9 Z5 T0 ]2 ^" S; u
* |* {7 F3 l/ K% [  fADC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
% @- I9 R9 r4 ^" x1 A" c0 q; a
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
2 b* _3 X3 h6 u- y0 Z1 S4 [7 k3 F
1 |. E6 T, q; F, E, 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)
% @! Z% ]$ _, a% }( ?0 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
! ^! t0 R% c% J1 B$ G6 B- {
, @0 ?  g4 E/ U) t- u6 X0 Z$ f/ l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；

- M7 d! ]7 f, M, u) c. l& z3 Z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。

# b/ {& t. ?% Z9 ^7 U- q% Q2 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。

1 @+ l* Q# X; F0 d1 Y注入通道数据寄存器可以存4组数据，最后一次读取。
6 v# ?8 ~/ s3 ]. ^! [% j0 N
8 @/ E+ O3 |8 n9 [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

% o4 }3 g0 C* z9 ^9 I
7 ~8 p* N- K# L; r' \6 r4 w3 C- T
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。

! r* x* a* E* ], d: Z) W% p4 E* _2 W可以使用ADC_IER寄存器中的AWDIE位使能中断
1 K7 U2 _+ ~5 h

, s' q9 {2 G! R9 {5 _6 p! H
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

: Y" N6 a6 L4 s二、ADC工作模式
; [9 z5 c% J! L1.单次转换模式
" r6 Z9 }$ g1 I9 _3 d$ }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：
- U3 j. q: K& \/ J' J% W3 W+ x
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）

+ V% G1 D& N" K1 N完成所选通道的转换之后：
如果转换了规则通道：
, x; v! U: W% o1 @* y; ]
转换数据存储在16位ADC_DR寄存器中
EOC（转换结束）标志置1
; E$ I- a, z3 IEOCIE位置1时将产生中断
/ x4 y- K$ Y- i3 S
1 @# X. K4 A0 _$ n& b如果转换了注入通道：
0 i: X: f* e& h/ A
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
6 L2 }% i2 w* b4 s: ~JEOCIE 位置1时将产生中断
$ L; c- X8 J' h# u
然后，ADC停止。
5 {9 s7 |" r2 N! o7 ^, j( p1 d
2.不连续采样模式
% ~% u6 N. h. E: o- N+ A触发一次，n个连续转换，按照规则通道顺序

% W, S1 q! j, Pn=3，要转换的通道=0、1、2、3、6、7、9、10(L[3:0]=8)
$ Y5 X& O: n2 o/ M; i第1次触发：转换序列0、1、2
第2次触发：转换序列3、6、7
5 ]! {& T" i& S/ S) a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
…
. J3 f$ v( P) E7 M' i/ a$ }
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）。



每次转换之后，如果转换了规则通道组：

上次转换的数据存储在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
+ q- }8 Y1 F1 L
7 ], q- t8 g) O# q; _. U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
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。

2 l! z" {& e, ?% C& k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。
) g* e+ y9 u8 ~3 u4 e
& B+ R# u. @8 H/ }$ @8 n2 V

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

5.多重ADC同时模式
4 F/ n) o, U  K0 Q' n- R. f一次触发，多个ADC同时转换通道数据
+ ^* Z" h& N3 }, G1 K


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。
# C+ F: f+ q( u. @+ e0 G
6.多重ADC交替模式
两个或者三个ADC交替对一个通道采样
7 ]2 ], W2 i+ m" l


7.多重ADC交替触发模式
双重ADC模式：
* M* ]7 a" b, k7 i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
" N" Q7 Z2 c) i- _! |* o以此类推


3 J% I; p% t" N
: @- z4 ~( t$ l4 E三、ADC配置(STM32CubeMX)
G4原理图


- J- e9 N/ s+ ]% {. @" f7 Q

( u. J) x0 w5 D6 i/ ]
将PB15，PB12配置成ADC2的IN15，ADC1IN11通道

4 Z# g8 Y9 w) K3 B% G; {

% V# U8 F1 p- `* d9 H: O使能ADC2的通道15



配置ADC的参数
) N+ E  H! I) f3 f, d0 l
" d& ?7 v5 F1 [9 m
/ s6 l; {. B$ }' E% U8 S# j
, `) b! _' `" U( J2 {
$ [9 h: D; r" ]

' g! S; B4 M( Y" h; p; h
; Z7 q2 z7 K: P7 H% R" p; gADC时钟的选择
: K$ {$ U( V" V6 J. y
. N& X- d8 ~( ?, k7 f2 U0 t% W" t

若没有使用DMA，上面的ADC差不多配置完了
$ X5 k# Y8 w9 f. H
. |! {: d' U0 f. a4 E四、部分程序
  p2 w+ n' r; c) ?6 P, [8 dSTM32CubeMX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)
   * g) Y- g% Q( k& b0 {
2. {
   , H  S7 ^! i) S3 E$ m# z
3.         uint16_t adc = 0;
   
4.         HAL_ADC_Start(&hadc1);
   $ b9 n7 u5 W$ V) ?# s
5.         adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
   % N) f" [1 |' ~" T
6.         return adc;
   ; K6 |. k, J- ?1 m7 i, n' F
7. }

复制代码

- T# h* X. J+ x: n8 ?( G



) |) ~, e' w: k7 T( J$ L