1. ADC简介

stm32f103最少有2个AD模数转换器，每个ADC都有18个通道，可以测量16个外部和2个内部模拟量。最大转换频率为1Mhz，也就是转换时间为1us（在 ADCCLK = 14Mhz,采样周期为1.5个时钟周期时）。最大时钟超过14Mhz，将导致ADC转换准确度降低。stm32的ADC是12位精度的。

stm32的ADC转换有两种通道，规则通道和注入通道，注入通道可以抢占式地打断规则通道的采样，执行注入通道采样后，再执行之前的规则通道采样，和中断类似。本例只使用规则通道实现独立模式的中断采样，这里不再赘述两种通道区别。

stm32的ADC可以由外部事件触发(例如定时器捕获，EXTI线)和软件触发(即在配置相关寄存器时，直接开启采样）。

STM32的ADC在单次转换模式下，只执行一次转换，该模式可以通过ADC_CR2 寄存器的ADON 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），这是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，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。

! w, L/ D( R& `3 a3 R) q

2. 寄存器简介2.1. ADC控制寄存器（ADC_CR1和ADC_CR2）

ADC_CR1的SCAN 位，该位用于设置扫描模式，由软件设置和清除，如果设置为1 ，则使用扫描模式，如果为 0，则关闭扫描模式。在扫描模式下，由 ADC_SQRx或ADC_JSQRx寄存器选中的通道被转换。如果设置了 EOCIE 或JEOCIE，只在最后一个通道转换完毕后才会产生EOC 或JEOC 中断。

ADCON 位用于开关AD转换器。而CONT 位用于设置是否进行连续转换，我们使用单次转换，所以CONT 位必须为0。CAL 和RSTCAL 用于AD校准。ALIGN用于设置数据对齐，我们使用右对齐，该位设置为0 。

EXTSEL[2:0]用于选择启动规则转换组转换的外部事件，详细的设置关系如下：

这里使用的是软件触发（SWSTART ），所以设置这3 个位为111 。ADC_CR2 的SWSTART 位用于开始规则通道的转换，我们每次转换（单次转换模式下）都需要向该位写 1 。AWDEN 为用于使能温度传感器和Vrefint 。

/ q' x  Q: V! [3 E6 }% @

2.2. ADC采样事件寄存器（ADC_SMPR1 和ADC_SMPR2 ）

这两个寄存器用于设置通道0~17的采样时间，每个通道占用 3 个位。

ADC_SMPR2 的各位描述如下

对于每个要转换的通道，采样时间建议尽量长一点，以获得较高的准确度，但是这样会降低ADC的转换速率。ADC的转换时间可以由下式计算：

Tcovn= 采样时间+12.5 个周期

其中：Tcovn 为总转换时间，采样时间是根据每个通道的SMP位的设置来决定的。例如，当ADCCLK=14Mhz 的时候，并设置 1.5个周期的采样时间，则得到:Tcovn=1.5+12.5=14 个周期=1us 。

2.3. ADC规则序列寄存器（ADC_SQR1~3）

L[3：0] 用于存储规则序列的长度，我们这里只用了 1 个，所以设置这几个位的值为 0 。其他的SQ13~16 则存储了规则序列中第13~16 个通道的编号（0~17）。另外两个规则序列寄存器同ADC_SQR1大同小异，我们这里就不再介绍了，要说明一点的是：我们选择的是单次转换，所以只有一个通道在规则序列里面，这个序列就是SQ0 ，通过ADC_SQR3的最低5 位设置。

2.4. ADC规则数据寄存器(ADC_DR)

这里要提醒一点的是，该寄存器的数据可以通过ADC_CR2 的ALIGN位设置左对齐还是右对齐。在读取数据的时候要注意。

2.5. ADC状态寄存器（ADC_SR ）

这里我们要用到的是EOC 位，我们通过判断该位来决定是否此次规则通道的AD转换已经完成，如果完成我们就从ADC_DR 中读取转换结果，否则等待转换完成。

: D0 u3 F+ Z4 V  A5 Z8 Y

3. 寄存器操作步骤

1 、开启PA口时钟，设置PA0 为模拟输入。

STM32F103RBT6的ADC通道0 在PA 0 上，所以，我们先要使能 PORTA的时钟，然后设置PA 0 为模拟输入。

2 、使能ADC1 时钟，并设置分频因子。

要使用ADC1，第一步就是要使能 ADC1 的时钟，在使能完时钟之后，进行一次 ADC1 的复位。接着我们就可以通过RCC_CFGR设置ADC1 的分频因子。分频因子要确保 ADC1 的时钟（ADCCLK）不要超过14Mhz 。

3 、设置ADC1 的工作模式。

在设置完分频因子之后，我们就可以开始 ADC1 的模式配置了，设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式等都在这一步实现。

4 、设置ADC1 规则序列的相关信息。

接下来我们要设置规则序列的相关信息，我们这里只有一个通道，并且是单次转换的，所以设置规则序列中通道数为1 ，然后设置通道 0 的采样周期。

5 、开启AD转换器，并校准。

在设置完了以上信息后，我们就开启AD转换器，执行复位校准和AD校准，注意这两步是必须的！不校准将导致结果很不准确。

6 ）读取ADC值。

在上面的校准完成之后，ADC就算准备好了。接下来我们要做的就是设置规则序列 0 里面的通道，然后启动ADC转换。在转换结束后，读取ADC1_DR 里面的值就是了。

硬件设置：我们通过ADC1 的通道0 （PA 0 ）来读取外部电压值。

注意：这里不能接到板上5V电源上去测试，这可能会烧坏 ADC!

1. #include <stm32f10x_lib.h>
   , X/ s- J' N, ]$ e! Z
2. #include "adc.h"
   ' z+ c3 r- b3 T
3. //ADC 驱动代码                                     
   
4. //初始化ADC
   ! S3 b- f1 i; j5 [$ u1 ]
5. //这里我们仅以规则通道为例
   * J0 v  h% v" S% @( D3 t
6. //我们默认将开启通道0~3                                                                                                                                          
   5 A/ T- s3 l0 {
7. void  Adc_Init(void)
   5 r  k: k. t( t+ u  k5 i7 F) J% h
8. {   
   
9.         //先初始化IO口
   
10.         RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA口时钟
    $ x, M) L# j1 Z5 i2 O. W+ s
11.         GPIOA->CRL&=0XFFFF0000;//PA0 1 2 3 anolog输入
    
12.         //通道10/11设置                         
    2 c* S6 P; t+ h1 g
13.         RCC->APB2ENR|=1<<9;    //ADC1时钟使能          
    9 z" L2 H5 H: Y0 e3 m6 ?
14.         RCC->APB2RSTR|=1<<9;   //ADC1复位
    " i  D- ^/ m2 M
15.         RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//复位结束            
    ( i, f- d( K: n
16.         RCC->CFGR&=~(3<<14);   //分频因子清零       
    3 b/ y7 g! m0 w
17.         //SYSCLK/DIV2=12M ADC时钟设置为12M,ADC最大时钟不能超过14M!
    
18.         //否则将导致ADC准确度下降!
    3 p. \9 W0 ]2 `
19.         RCC->CFGR|=2<<14;               
    
20. 
    - z1 Q# X6 a/ H6 @
21.         ADC1->CR1&=0XF0FFFF;   //工作模式清零
    4 M/ [. K* ]2 O2 d: F! w
22.         ADC1->CR1|=0<<16;      //独立工作模式  
    : w# e9 h" P! V! z9 f, C
23.         ADC1->CR1&=~(1<<8);    //非扫描模式          
    
24.         ADC1->CR2&=~(1<<1);    //单次转换模式
    
25.         ADC1->CR2&=~(7<<17);          
    # S% y3 ?3 s7 w
26.         ADC1->CR2|=7<<17;           //软件控制转换  
    , B) V8 D1 ?/ f7 i$ q; `! n  O
27.         ADC1->CR2|=1<<20;      //使用用外部触发(SWSTART)!!!        必须使用一个事件来触发
    & ?3 y! m" `: e$ h5 j# N6 W; A5 I
28.         ADC1->CR2&=~(1<<11);   //右对齐         
    
29.         ADC1->SQR1&=~(0XF<<20);
    2 }9 D2 B( z. D. d$ e
30.         ADC1->SQR1&=0<<20;     //1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1                           
    : V* _0 ~, i  v. D; h
31.         //设置通道0~3的采样时间
    # J: D1 n, G1 O- E/ ^
32.         ADC1->SMPR2&=0XFFFFF000;//通道0,1,2,3采样时间清空          
    3 a/ ?) O! L. M* ~- v: K; U
33.         ADC1->SMPR2|=7<<9;      //通道3  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    4 O2 ?1 m' L9 x  W! }# s
34.         ADC1->SMPR2|=7<<6;      //通道2  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    
35.         ADC1->SMPR2|=7<<3;      //通道1  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    0 M3 Z6 j% ~1 \$ b
36.         ADC1->SMPR2|=7<<0;      //通道0  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    
37. 
    
38.         ADC1->CR2|=1<<0;            //开启AD转换器         
    
39.         ADC1->CR2|=1<<3;        //使能复位校准  
    9 y& d0 a% ?$ i' x
40.         while(ADC1->CR2&1<<3);  //等待校准结束                          
    
41.     //该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。                  
    
42.         ADC1->CR2|=1<<2;        //开启AD校准          
    9 L( B' n6 L  f4 w0 S! r: q
43.         while(ADC1->CR2&1<<2);  //等待校准结束
    
44.         //该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除  
    / Q. o6 E  I# ^4 ?& i4 r/ G
45. }                                  
    # N3 j/ k! ~4 f6 Z/ b, u* z" a
46. //获得ADC值
    
47. //ch:通道值 0~3
    # Y9 F, t( ~4 C
48. u16 Get_Adc(u8 ch)   
    " S: A6 r$ _$ @
49. {
    
50.         //设置转换序列                           
    
51.         ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;//规则序列1 通道ch
    
52.         ADC1->SQR3|=ch;                                              
    
53.         ADC1->CR2|=1<<22;       //启动规则转换通道
    
54.         while(!(ADC1->SR&1<<1));//等待转换结束                   
    
55.         return ADC1->DR;                //返回adc值       
    3 c6 E5 |+ Q/ Z4 y9 z4 O
56. }

复制代码

% i% W' E0 ?7 }1 I

1. #include <stm32f10x_lib.h>
   
2. #include "adc.h"
   
3. //ADC 驱动代码                                     
   ( _" W7 s( s2 n! Q/ G/ Z
4. //初始化ADC
   ; L/ [. g$ O; o) m$ H5 o
5. //这里我们仅以规则通道为例
   ; o8 ]% S: n$ S
6. //我们默认将开启通道0~3                                                                                                                                          
   : k' L) ]  s" |* n8 x
7. void  Adc_Init(void)
   
8. {   
   
9.         //先初始化IO口
   
10.         RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA口时钟
    
11.         GPIOA->CRL&=0XFFFF0000;//PA0 1 2 3 anolog输入
    
12.         //通道10/11设置                         
    
13.         RCC->APB2ENR|=1<<9;    //ADC1时钟使能          
    
14.         RCC->APB2RSTR|=1<<9;   //ADC1复位
    2 g6 Z  S* `- y; E- J8 x- \
15.         RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//复位结束            
    : e; {/ F4 ~5 i+ R  E* h) A/ ]
16.         RCC->CFGR&=~(3<<14);   //分频因子清零       
    ; `* r: T9 z4 s" @: L, B
17.         //SYSCLK/DIV2=12M ADC时钟设置为12M,ADC最大时钟不能超过14M!
    + s" _4 M  M% v2 h7 _
18.         //否则将导致ADC准确度下降!
    ! p* |8 F$ A) E# l& g" p5 u3 L
19.         RCC->CFGR|=2<<14;               
    
20. 
    
21.         ADC1->CR1&=0XF0FFFF;   //工作模式清零
    
22.         ADC1->CR1|=0<<16;      //独立工作模式  
    
23.         ADC1->CR1&=~(1<<8);    //非扫描模式          
    
24.         ADC1->CR2&=~(1<<1);    //单次转换模式
    # M( k# Z! O% m8 ^
25.         ADC1->CR2&=~(7<<17);          
    ) N& Z6 s8 L% `& n& Y# B- v
26.         ADC1->CR2|=7<<17;           //软件控制转换  
    
27.         ADC1->CR2|=1<<20;      //使用用外部触发(SWSTART)!!!        必须使用一个事件来触发
    9 N6 h/ C1 C' i' e7 g
28.         ADC1->CR2&=~(1<<11);   //右对齐         
    6 W1 k9 ?5 O/ I' q2 q
29.         ADC1->SQR1&=~(0XF<<20);
    
30.         ADC1->SQR1&=0<<20;     //1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1                           
    
31.         //设置通道0~3的采样时间
    # C+ w3 R) U6 Z3 X# q
32.         ADC1->SMPR2&=0XFFFFF000;//通道0,1,2,3采样时间清空          
    % }3 c( [: j0 E9 ^8 Y# i
33.         ADC1->SMPR2|=7<<9;      //通道3  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    
34.         ADC1->SMPR2|=7<<6;      //通道2  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    6 F8 g* d7 @3 w* M$ U6 F1 c
35.         ADC1->SMPR2|=7<<3;      //通道1  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    / ~4 q$ u2 Q) N
36.         ADC1->SMPR2|=7<<0;      //通道0  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度         
    
37. 
    3 ~  I6 x8 G5 O* I6 ^
38.         ADC1->CR2|=1<<0;            //开启AD转换器         
    
39.         ADC1->CR2|=1<<3;        //使能复位校准  
    ) |! n( v6 E1 R5 d  ]' Z1 i3 `6 x
40.         while(ADC1->CR2&1<<3);  //等待校准结束                          
    
41.     //该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。                  
    + D6 G* Z/ J) G; f3 b
42.         ADC1->CR2|=1<<2;        //开启AD校准          
    3 Z2 n: N" C, [" D" v
43.         while(ADC1->CR2&1<<2);  //等待校准结束
    / ~# r% I# q( @' F
44.         //该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除  
    " _2 j6 u% u9 m" i
45. }                                  
    
46. //获得ADC值
    
47. //ch:通道值 0~3
    
48. u16 Get_Adc(u8 ch)   
    3 ]" I2 K* _  ]+ ~9 y9 M0 ?5 H7 z
49. {
    1 u. J) }; f0 g' V8 H9 J  V
50.         //设置转换序列                           
      J$ p$ _1 @5 C
51.         ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;//规则序列1 通道ch
    
52.         ADC1->SQR3|=ch;                                              
    & K# D1 F6 T! g5 W$ x/ S5 @
53.         ADC1->CR2|=1<<22;       //启动规则转换通道
    , _+ {, q3 \0 J" j+ h, |
54.         while(!(ADC1->SR&1<<1));//等待转换结束                   
    
55.         return ADC1->DR;                //返回adc值       
    
56. }

复制代码

& I2 D7 o. i3 E$ c6 `/ o9 V9 @) K) A

• #ifndef __ADC_H
• #define __ADC_H
• #define ADC_CH0 0 //通道0
• #define ADC_CH1 1 //通道1
• #define ADC_CH2 2 //通道2
• #define ADC_CH3 3 //通道3
• void Adc_Init(void);
• u16 Get_Adc(u8 ch);
• #endif
  7 Z6 S) v' }* O! Q+ G! s- ^2 \