一、什么是ADC
ADC（Analogto-Digital Converter）模拟数字转换器，是将模拟信号转换成数字信号的一种外设。比如某一个电阻两端的是一个模拟信号，单片机无法直接采集，此时需要ADC先将短租两端的电压这个模拟信号转化成数字信号，单片机才能够进行处理。
# {3 O  \' Q0 F& l0 X
: |2 t& F8 ^& a- J% d" r二、ADC的用途
6 r* h" V( k* V. y: JADC具有将模拟信号转换成数字信号的能力，比如将模拟的电压转换成数字信号，单片机进行处理。可以用作温度监测或者电流监测等方面，用途极广。

6 R3 G* n- [; y三、STM32F103ZET6的ADC
8 v4 p) x( q% E' |+ |! S0 [根据中文参考手册介绍，STM32F103ZET6单片机有3个12位ADC，共有18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。

8 y; E/ ?6 y2 l6 {) K) E/ ~5 ~: N, M! j
1 X' p- O% G4 L& }3.1 ADC通道对应引脚
STM32F103ZET6的ADC各通道对应IO如下

$ z" s, A$ ~  M" ?) C1 R
7 z2 t3 A8 o4 I6 K, j   
- D" R) U. e! g3.2ADC时钟
3 G! u: Q# b& E. x6 tADC输入时钟ADC_CLK由APB2分频产生，最大值是14MHz。库函数提供了设置分频因子的函数
8 z2 [( T# l4 F3 j

1. void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2)

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& O, A( m8 U4 K) H& b, u  j! W; G可选的分频因子有

1. #define RCC_PCLK2_Div2                   ((uint32_t)0x00000000)
   ! k- L6 z& Y5 y; F& @/ [7 }4 q
2. #define RCC_PCLK2_Div4                   ((uint32_t)0x00004000)
   
3. #define RCC_PCLK2_Div6                   ((uint32_t)0x00008000)
   
4. #define RCC_PCLK2_Div8                   ((uint32_t)0x0000C000)

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5 K: K4 `8 ^* x0 a  q* fAPB2总线时钟为72MHz，而ADC的最大工作频率为14MHz，所以，分频因子一般设置为6，这样ADC的输入时钟频率为12MHz。

, w( z4 h8 J# o4 o/ z3.3 ADC工作模式
/ V1 v$ ^6 |' ]- r3 X1 g' R根据中文参考手册介绍，STM32F1的ADC有三种工作模式
• 单次转换模式 单次转换模式下，ADC只执行一次转换。该模式既可通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位(只适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道)，这时CONT位为0。

• 连续转换模式 在连续转换模式中，当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动，此时CONT位是1。

2 ^% H3 z/ t7 s; d/ s: @• 扫描模式

8 d- ~  }2 d# ]5 a
33.4 ADC转换时间
ADC的总转换时间与时钟频率有关，总转换时间 = 采样时间 + 12.5个周期。其中，采样时间最短为1.5个周期，也就是最短转换时间为14个时钟周期。使用软件触发时，可选择的采样时间如下
4 u6 j" [) R0 {) a

1. #define ADC_SampleTime_1Cycles5                    ((uint8_t)0x00)
   
2. #define ADC_SampleTime_7Cycles5                    ((uint8_t)0x01)
   
3. #define ADC_SampleTime_13Cycles5                   ((uint8_t)0x02)
   ) R. X- S* m4 [. f3 q6 W+ Y* q/ l
4. #define ADC_SampleTime_28Cycles5                   ((uint8_t)0x03)
   
5. #define ADC_SampleTime_41Cycles5                   ((uint8_t)0x04)
   ' \6 Y$ E  F( Y+ c
6. #define ADC_SampleTime_55Cycles5                   ((uint8_t)0x05)
   
7. #define ADC_SampleTime_71Cycles5                   ((uint8_t)0x06)
   
8. #define ADC_SampleTime_239Cycles5                  ((uint8_t)0x07)

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3.5 ADC校准
7 t4 P$ f* H# V9 U8 t$ m使能ADC后，需要对ADC进行校准。使用库函数开发时，提供了ADC校准的函数
7 E# s, D% e/ p+ ], {) ]# `: ]0 V2 h

1. ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定的ADC的校准寄存器
   
2.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取ADC重置校准寄存器的状态
   " [  E. O& b, A% f) v5 F; d4 I
3.    
   
4.     ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC的校准状态
   : \1 A, s3 a" t
5.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//获取指定ADC的校准程序

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5 `0 O+ q: O; P, S3.6 ADC转换结果与实际电压的换算
获取到的AD转换结果并不是实际电压，如果想要得到实际电压，需要经过换算。上面介绍了，STM32的ADC为12位，也就是AD值取值范围为0~4095。采集电压范围为0到3.3V。AD值与实际电压之间存在比例关系。
. h( p2 ]" Z0 g: f
! E2 z6 i: Q) V# Z7 y实际电压 = (AD值 / 4095) * 3.3。单位为伏特（V）
( t# B" R3 t; V; s! f1 Q) W
, y) J' o$ K7 r) c) n; m
" A6 P7 i; X/ n% ^) j( J四、ADC配置步骤
" O1 x& I$ K( ]• 使能GPIO时钟和ADC时钟，设置引脚为模拟输入
$ m# Z* d' P. w1 G$ X  ~( c• 设置ADC的分频因子
$ v! S/ W  M& r, X, {$ m3 f! h• 初始化ADC参数，包括ADC工作模式，规则序列等
6 R& d& u( J1 L9 r• 使能ADC并校准
• 触发AD转换，读取AD转换值
8 i+ m! h7 D3 O8 n' N

+ ^2 l4 @9 Q5 V, D" V( `五、ADC配置程序
55.1 ADC初始化程序
这里以配置ADC1的通道1为例，给出ADC的配置例程，分频因子设置为6，单次转换模式，软件触发。
0 @) q2 _$ F* h$ n  \

1. /*
   
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：ADC1_Init
   " Q) E' F- e7 b7 o7 X
4. *函数功能：初始化ADCx
   $ I. t" [' u" D9 z" m
5. *输入参数：无
   $ [: F0 X$ q; L# |  G: R0 v+ ^
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   1 b% ~4 R' M' t. w/ t4 B" ?3 b
8. *==============================================================================
   
9. */
   
10. void ADC1_Init(void)
    . z! v8 V  t4 n' q3 _
11. {
    
12.     // 结构体定义
    , [* `' x. z/ [* g2 q+ R/ j
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ; l' w0 h6 A3 y( v6 M1 H
15.    
    % g5 D3 i  D/ _9 P1 w% S# }
16.     // 开启时钟
    2 ]1 L1 b3 J4 r' O
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    / p5 U) H% l( P2 @
18.    
    
19.     // 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    . d; _8 m6 ?( z
20.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    
21.    
    9 l& p) J$ R9 ]6 q6 S
22.     // GPIO配置
    ! ~# Q1 F7 P9 r9 s
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    6 E  N. H! Y& k1 l6 k
26.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
27.    
    ; {8 V4 l4 A$ ^$ F7 r: W  b
28.     // ADC参数配置
    
29.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    ( \- l2 t+ F4 Q# n8 |+ F8 r
30.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    
31.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    
32.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;   // 禁止触发检测，使用软件触发
    
33.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    
34.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   // 1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
    7 t/ x' i0 Y* k4 V( z( y
35.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    
36.    
    9 [5 T  k& }! o/ A4 r
37.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    
38.    
    , F( v4 b+ u7 e8 m6 @
39.     // ADC校准
    
40.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    4 h. @( D, _! I! ?2 l
41.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    
42.    
    9 O# R8 m: l9 P& [% P: g
43.     ADC_StartCalibration(ADC1);   // 开始指定ADC的校准状态
    
44.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    
45. 
    
46.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
    ; D( I2 ]4 y6 Z, h/ k+ ^. M
47. }

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- b8 ~; h: V2 ]% s# x5 E# q5.2 软件触发AD转换
* F5 S3 g" e' J+ }& j5 r" v6 |5 C库函数开发，配置为软件触发时，可以通过下面的函数触发AD转换
8 A! V9 P! ^! }. P7 S

1. void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

复制代码

" t/ B# [/ {) L5 H4 ?8 d4 B5.3 读取AD转换结果
( ?( C- Q2 v$ _库函数提供了用于读取AD转换结果的函数

1. uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)

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这里给出另一个函数，用于软件触发AD转换并读取转换结果

1. /*
   
2. *==============================================================================
   : ~$ `# r  t0 K& p
3. *函数名称：Get_ADC_Value
   
4. *函数功能：读取某一规则通道AD值
   + t( `* C6 n' w; k& m& X1 t
5. *输入参数：ch：规则通道ADC_Channel_x；times：读取次数
   2 E& e) V/ K3 A+ j0 {
6. *返回值：无
   1 l( T  J  ~" K3 a5 B0 U- X2 Q
7. *备  注：该函数配置好后，返回的结果是N次后的平均值
   2 n  F! c9 O: N
8. *==============================================================================
   : G' w; b4 `8 y+ V8 g5 H1 M. `
9. */
   
10. u16 Get_ADC_Value(u8 ch,u8 times)
    % z+ J1 @5 G: c2 {! p
11. {
    ; m" j8 e* A6 F  }) p
12.     u32 temp_val = 0;
    
13.     u8 t;
    5 O' h% M1 X$ t  g7 g
14.     // 设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
    
15.     // ADC1,ADC通道,239.5个周期,提高采样时间可以提高精确度
    
16.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);      
    8 B9 g) n& g5 k  e
17.    
    
18.     for(t=0;t<times;t++)
    
19.     {
    $ X9 M. m5 `( x2 ]1 ^  t0 M# `$ A
20.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能指定的ADC1的软件转换启动功能
    
21.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));   // 等待转换结束
    3 f2 @- U# ?6 y
22.         temp_val+=ADC_GetConversionValue(ADC1);
    * |+ U& s% c/ e* `4 ], D* H% N; Y
23.         delay_ms(5);
    
24.     }
    ' f( r6 _/ R9 R2 y4 B& ]+ }
25.     return temp_val/times;
    $ f2 g4 n0 w0 q
26. }

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7 h( r* M+ z  k( j9 I  t) o六、实战项目
3 r! b8 G8 B4 ~用ADC1的通道1采集某电阻两端电压（由于普中核心板没有可供采集的电阻，可以直接将采集引脚接到3.3V查看一下结果），将结果通过串口打印到电脑。其中关于串口的配置就不再做介绍，给出ADC的配置和main函数。

; I! A. L3 c) E% S! L  B) k6.1 ADC初始化

1. /*
   
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：ADC1_Init
   4 w% _3 ~9 j: v. W3 i. H
4. *函数功能：初始化ADCx
   
5. *输入参数：无
   : t; ^' K' p0 n5 q0 P) \
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   ) B* T9 u8 v) ]$ w8 L( d
8. *==============================================================================
   
9. */
   ! _6 u" v" f, U; }2 b4 r
10. void ADC1_Init(void)
    ( X( M1 I. U8 W3 D
11. {
    6 n0 O! m) X( s- j% g( e
12.     // 结构体定义
    ) A0 t5 K1 e% P/ C0 k
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    7 X+ X. d6 q/ H  \
15.    
    
16.     // 开启时钟
    
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    
18.    
    
19.     // 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    
20.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    7 [* b; [% |( V" z0 H( d* K
21.    
    9 u) C9 M9 Z' V+ S) I
22.     // GPIO配置
    
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    1 d) F! R, L$ P" s
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    8 s- p9 g8 ^; R1 z5 P  f2 b* d3 w
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
26.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
27.    
    
28.     // ADC参数配置
    & A7 ?- Z) A( ~4 @; q' M" r
29.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    " Z# p" @# Q3 Z0 y: _# G
30.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    
31.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    
32.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;   // 禁止触发检测，使用软件触发
    ( }! Y4 L8 O  F4 Z% g- f* k
33.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    $ u; w0 M! w3 g8 H0 l* B3 y
34.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   // 1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
    ( b0 Y5 F5 T7 U; p
35.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    
36.    
    ) r' I( f, c2 f: \' s" I6 @3 P7 X
37.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    
38.    
    4 V* N' E$ s: M" {
39.     // ADC校准
    ) D6 v! E5 k! O7 u$ e0 @+ V
40.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    
41.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    " K2 d: g+ T$ q$ Q! x7 ]. ]) o
42.    
    
43.     ADC_StartCalibration(ADC1);   // 开始指定ADC的校准状态
    , Y9 z  P* ^$ F- C  w  G& w
44.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    
45. 
    
46.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
    $ ?; t6 r2 C) ?3 t- V; }$ y
47. }

复制代码

( v8 }; p& f; D' |1 P
  h( c5 c- h  p$ y1 ^6.2 main函数
* L% i0 d" Q8 {7 d/ x+ |

1. u16 gAdcAdValue = 0;   // 存储AD值
   7 T. ~: F. T3 d. ?5 Z
2. float gAdcVol = 0;   // 实际电压值
   ) C" b6 {5 R) o# K6 l# F' s
3. 
   4 C7 ?9 v- [" ^, ~, F& T" k
4. int main(void)
   0 Z5 c+ h( q' W/ E) N
5. {
   * o9 [/ g. C% ~6 w  @3 g
6.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
   
7.    
   7 v' K+ `# R2 u8 Z1 c# d3 m8 z
8.     while(1)
   " ]$ Y4 X' ~( ]- X, N
9.   {
   
10.         gAdcAdValue = Get_ADC_Value (ADC_Channel_1,10);   // 获取转换结果
    
11.         gAdcVol = (gAdcAdValue / 0xFFF) * 3.3;   // 计算实际电压
    
12.         printf ("Vol=%.1f V\r\n",gAdcVol);   // 串口打印结果
    + Z' O' o" `- \& t6 _
13.         
    
14.         delay_ms (500);   // 防止打印过快
    
15.     }
    
16. }

复制代码

# U/ c/ d$ V* ?4 ^/ }
七、拓展
7.1 定时器触发ADC采集
根据中文参考手册介绍，ADC可以通过定时器触发AD转换（只有PWM的上升沿可以触发AD转换）。触发方式有以下几种
! g" N  \: q$ h4 ^* a3 a7 `• TIM1_CH1 :定时器 1 的通道 1 的 PWM 触发
• TIM1_CH2 : 定时器 2 的通道 2 的 PWM 触发
8 g( g1 H8 I! z" K+ u* Q( K& m• TIM1_CH3: 定时器 1 的通道 3 的 PWM 触发
+ A5 g& T0 q2 y% h• TIM2_CH2 : 定时器 2 的通道 2 的 PWM 触发
• TIM3_TRGO: 定时器 3 触发
• TIM4_CH4 : 定时器 4 的通道 4 的 PWM 触发
1 Z2 ^" e/ P; _! `3 p! t* T7 n
: l. H( i. u. c( k# c* u
; ^* o/ v4 |! ]

; ?" k5 z5 [0 V' a# g0 p

ADC外部触发方式

/ g9 q+ `( D1 [2 n
这里以TIM4的通道4触发ADC采集为例，给出程序配置。

0 s) w( u8 D# y# z3 \首先是定时器PWM的配置，不对引脚进行重映射。

1. /*
   
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：TIM4_CH4_PWM_Init
   
4. *函数功能：初始化定时器4的PWM通道4
   ' l) A8 T$ B. \8 X- t  y8 B
5. *输入参数：per：自动重装载值；psc：预分频系数
   $ F" v1 c2 g! C9 w$ S
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   , V6 a6 W! b( z0 f# p+ r0 c& h* E
8. *==============================================================================
   
9. */
   
10. void TIM4_CH4_PWM_Init (u16 per,u16 psc)
    
11. {
    ( Y# H3 \" I" J6 P* e% ~2 A
12.     // 结构体定义
    % f1 f: i1 k+ R3 _: [2 Y
13.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    ' ]' D) z2 f  E8 l8 f' o  i7 r
14.     TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    + |* y0 `9 r- g' G. J7 x
15.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
16.    
    
17.     // 开启时钟
    
18.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    
19.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
    
20.    
    
21.     // 初始化GPIO
    
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    . u* v7 i( p4 l0 ~9 q
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   // 复用推挽输出
    6 g+ R; o, I7 ^5 w
25.     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    
26.    
    
27.     // 初始化定时器参数
    3 P3 E' G5 ^9 C- a
28.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = per;   // 自动装载值
    2 h. r) @: y' t1 H+ b
29.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;   // 分频系数
    
30.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    ( M3 M1 s7 R& [7 T
31.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   // 设置向上计数模式
    
32.     TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    . R. }% Y0 i: V+ a. j8 B
33.    
    
34.     // 初始化PWM参数
    0 ^/ K; h& i5 S. ]
35.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;   // 比较输出模式
    
36.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;   // 输出极性
    0 I0 x  Q: w0 u" X7 \' B8 x
37.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;   // 脉冲宽度
    
38.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 输出使能
    ) y& i/ X! W: o
39.     TIM_OC4Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);   // 输出比较通道2初始化
    
40.    
    ; Z. Z; p% G+ p$ H$ \
41.     TIM_OC4PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Enable);   // 使能TIMx在 CCR2 上的预装载寄存器
    
42.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM4,ENABLE);   // 使能预装载寄存器
    
43.    
    3 e( ]" k7 N5 B& h
44.     TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);   // 使能定时器
    
45. }

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6 Q# V' T8 t2 \- B2 l. UADC配置程序如下，触发源选择TIM4的CH4，使能外部触发。

1. /*
   2 C1 @# |3 \% M+ b( V7 O7 O8 l
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：ADC1_Init
   
4. *函数功能：初始化ADCx
   
5. *输入参数：无
   0 E  f; i! U+ E
6. *返回值：无
   
7. *备  注：无
   9 \) ]1 E4 i" |4 x1 ^2 c; v
8. *==============================================================================
   
9. */
   
10. void ADC1_Init(void)
    
11. {
    # t2 F1 T# {7 q: j1 A  G
12.     // 结构体定义
    ( s3 c7 p" M/ K8 C
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    5 Z8 c6 O7 s/ z. g
14.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    
15.    
    ' ^* [" R- _2 a: @# T
16.     // 开启时钟
    4 M, O/ o2 R1 a' ~
17.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
    4 n( ~) d; w9 E+ I
18.    
    3 ^9 v+ N5 D; r: b. T+ d
19.     // 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    + _* Q- |1 x& R* M
20.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
    ! m: L0 x8 E" M
21.     // 规则通道配置
    
22.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
    
23.    
    
24.     // GPIO配置
    - P/ o2 e( u; C
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;   //ADC1通道1
    
26.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;   // 模拟输入
    
27.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    + T3 E) y+ d. e$ O9 j! S# O
28.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    ! I. N! T; o8 S" b) @
29.    
    
30.     // ADC参数配置
    - A$ ^0 I$ M  F$ m4 F; a+ ^4 E
31.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式
    
32.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   // 非扫描模式
    
33.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;   // 关闭连续转换
    . W' A7 ?3 A) n7 c% ]: D( A7 R0 Q+ |
34.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T4_CC4;   // TIM2通道2触发
    
35.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;   // 右对齐
    
36.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   // 1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
    ; O( M) p! W5 T9 @8 G
37.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);   // ADC初始化
    
38.    
    8 s) x! {8 V( O/ [5 v6 ?
39.     // 使能外部触发
    + J% ]% |% f- d% A8 p
40.     ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, ENABLE);
    
41.    
    
42.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);   // 开启AD转换器
    
43.    
    
44.     // ADC校准
    . X! q& o$ h* Q& P5 r4 N5 N
45.     ADC_ResetCalibration(ADC1);   // 重置指定的ADC的校准寄存器
    1 S- b+ U1 p! {
46.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取ADC重置校准寄存器的状态
    
47.    
    
48.     ADC_StartCalibration(ADC1);   // 开始指定ADC的校准状态
    4 {7 x7 K3 |0 S
49.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));   // 获取指定ADC的校准程序
    * }5 t1 z, u$ E, ~- P
50. 
    
51.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);   // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
    4 ~4 q, |* m& W$ F
52. }

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, F" Y  A& W" d8 S% }. @& I% pmain函数如下

1. u16 gAdcAdValue = 0;   // 存储AD值
   . O. q) M9 g2 {% y2 N( p1 C( q. M
2. float gAdcVol = 0;   // 实际电压值
   
3. 
   
4. int main(void)
   - x! T9 U( ~8 q( y9 h, [- R( Q
5. {
   
6.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
   
7.    
   & ]5 }4 n* \6 l0 g, f
8.     while(1)
   . u9 S; Z3 e! ~8 A9 Q0 m+ O' z0 M
9.   {
   * B0 F: q0 I9 k5 O, a
10.         gAdcAdValue = ADC_GetConversionValue (ADC1);   // 获取转换结果
    
11.         gAdcVol = (gAdcAdValue / 0xFFF) * 3.3;   // 计算实际电压
    
12.         printf ("Vol=%.1f V\r\n",gAdcVol);   // 串口打印结果
    
13.         
    
14.         delay_ms (500);   // 防止打印过快
    - d  ~4 [, y9 [/ Q2 m9 W' }
15.     }
    
16. }

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初始化定PWM时，程序为
6 H" @9 \1 f. ^& y* Z8 u+ v

1. TIM4_CH4_PWM_Init(1000,71);   // 初始化TIM4的通道4

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分频系数为71 + 1，自动重装载值为1000，也就是1KHz的方波，也就是触发AD转换的频率为1KHz，与占空比无关。

, w, v0 d4 _' i# {5 ?
- S, R0 Q, U" d' v, b7.2 ADC采集交流信号
ADC能够采集的电压范围是0~3.3V，也就是说负电压无法采集。比如，需要采集下图中的一个交流信号
" @; D& P* ?7 p) Q9 ~
7 d) ~: ?' F: N  D* K

交流信号图

$ V0 ^9 b  n' x8 h

其位于0以下的部分是无法采集的。因此，在利用STM32采集交流信号时，在交流信号输入ADC引脚前，给交流信号增加一个直流偏置，将交流信号的最低点抬升到0以上，之后再输入ADC引脚。


7.3 计算交流信号有效值
+ V) s$ ^9 i9 A, e$ F, ?+ F+ v4 l! fADC可以用于电流监测，实时监测主线路中的电流。当然，硬件方面需要搭配电流互感线圈，通过采集互感线圈两端的电压，来监测主线路电流。由于一般都是交流信号，所以需要计算有效值。

根据我们所学的知识，计算交流信号有效值常用两种方法。一种是峰峰值除以根号2，另一种是计算均方根得到有效值。通常我们采用计算均方根的方法来计算有效值。因为如果用峰峰值除以根号2去计算有效值，峰峰值很容易不准确。如果在某一个时刻，由于环境干扰或者硬件问题，导致突然出现了一个很大的值，会导致计算结果与实际偏差较大。关于为什么计算均方根可以得到交流信号的有效值，这里就不做介绍了，只给出部分程序设计。由于博主目前身边没有合适的设备验证，因此仅供参考。
7 c$ A* J. H4 n% }2 [, ~4 h. W
假设需要计算一个50Hz交流信号的的有效值，在其输入到ADC采集引脚之前，增加一个稳定的1.65V的偏置。ADC的采样频率为1KHz，也就是一个正弦波的周期可以采集20个点。假设采集到的AD值存储到一个数组中，计算有效值的程序设计如下
4 z$ F/ U/ a% R% p2 B0 s' Q, R

1. int gAdcAdValue[20];   // 存储采样结果AD值的数组
   
2. int gAdcValidValue = 0;   // 有效值
   
3. 
   
4. void Med_Adc_ValidValueCal (void)
   ! o  K1 d5 U, X! a
5. {
   
6.     int tempVar = 0;   // 循环变量
   
7.     int squarSum = 0;   // 平方和
   
8.    
   
9.     // 求平方和
   
10.     for (tempVar = 0;tempVar < 20;tempVar ++)
    1 L, F$ \$ G5 l$ A. s8 w
11.     {
    
12.         // 减去直流偏置
    + W8 M5 J' N; C9 f% T6 X* x8 B
13.         gAdcAdValue[tempVar] = gAdcAdValue[tempVar] - 2048;
    
14.         // 计算平方和
    ; v0 H( Y3 w, y2 h2 E
15.         squarSum = squarSum + gAdcAdValue[tempVar] * gAdcAdValue[tempVar];
    
16.     }
    
17.    
    
18.     // 求平均
    . e6 f9 F9 g- J/ A  I
19.     squarSum = squarSum / 20;
    $ J1 [, N# w2 M, L
20.    
    
21.     // 开根号得到均方根（有效值）
    ; a% D' I  N7 |# V7 |
22.     gAdcValidValue = sqrt (squarSum);
    9 J4 x. I* }4 m$ e3 ~1 P
23. }

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, _% x3 ?  v8 H$ N* y) r在进行程序设计时需要注意不要超出数据类型范围。在实际应用时肯定会存在误差，这里也简单介绍一下误差消除方法。目前用到的有两种方法，第一种是分段矫正，在不同的区间内，误差满足线性关系时可以使用。另一种是按比例矫正，这种方法常用于误差随着测量值的增大而增大的情况。在计算出有效值后，减去或者加上一定比例的计算值来做矫正。


( `5 e% [) s; p  {7 g5 Q
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0 H0 R% {% q% X3 f0 B
4 t, i. F0 [8 l' g