stm32f103c8t6学习笔记（学习B站up江科大自化协）-ADC

ADC简介

ADC，英文全称是Analog to Digital Convert，意为模拟数字转换器，简称模数转换器，或者叫AD转换器，STM32主要是数字电路，数字电路只有高低电平，没有几V电压的概念，如果想读取电压值需借助ADC模数转换器来实现。ADC读取引脚上的模拟电压，转化成一个数据存在寄存器里，将这个数据读取到变量中就可以进行显示、判断、记录等操作。

数字到模拟的桥梁除了DAC还有PWM，PWM只有完全导通和完全断开两种状态，这两种状态下都没有功率损耗，在直流电机调速这种大概率应用场景，使用PWM来等效模拟量比DAC更好，PWM电路更简单常用。DAC的应用主要在波形的生成的领域，比如信号发生器、音频解码器等等。本型号的STM32没有DAC外设，自行了解即可。

12位逼近型ADC和1us转换时间，设计到两个关键参数，第一个是分辨率，一般用多少位来表示，12位AD值的范围就是0 ~ $2^{12}$ - 1，就是量化结果是0 ~ 4095，位数越高量化结果越精细，对应分辨率越高。转换时间也就是转换频率，AD转换需要一小段时间，1us表示从AD转换开始到产生结果需要花1us的时间，对应AD转换频率就是1MHz，这也是STM32的最快转换频率。

ADC的输入电压一般要求都是在芯片的负极和正极之间变化的，最低电压是负极0V，最高电压是正极3.3V，经过ADC转换之后最小值是0，最大值是4095，最大最小分别对应，之间的值也一一对应的线性关系，计算简单乘除系数即可。

外部信号源就是16个GPIO口，在引脚上直接接模拟信号即可，不需要任何额外的电路，引脚就能直接测电压，较为方便。2个内部信号源是内部温度传感器和内部参考电压，温度传感器可以测量CPU的温度，内部参考电压是一个1.2V左右的基准电压，不随外部供电电压的变化而变化。如果芯片的供电不是标准的3.3V，测量外部引脚的电压可能不对，此时可读取这个基准电压进行校准，得到正确的电压值。

ADC的增强功能，普通的AD转换流程，启动一次转换读一次值，再启动再读值。STM32的ADC可以列一个组，一次性启动一个组，连续转换多个值，有两个组，一个用于常规使用的规则组，一个是用于突发事件的注入组

模拟看门狗自动检测输入电压范围。ADC一般可以用于测量光线强度，温度这些值，当温度高于或低于某个阈值会执行一些操作，这个判断就可以用模拟看门狗去自动执行，模拟看门狗可以用于检测指定收的某些通道，当AD值高于或低于阈值时就会申请中断，并可以在中断之中执行相应的操作，省去不断手动读值再用if判断的操作

stm32f103c8t6只有ADC1和ADC2两个外设，10个外部输入通道，也就是它最多只能测量10个外部引脚的模拟信号。前面的16个外部信号源是这个系列最多有16个外部信号源，但是这个芯片引脚较少，有些引脚未被引出。如果需要更多通道可以选择其他型号

逐次逼近型ADC

ADC0809的内部电路图，是一个独立的8位逐次逼近型ADC芯片。左边的IN0~IN7是输入的八路通道，通过通道选择开关选择一路，输入到比较器的上方进行转换，下边是地址锁存和译码，想选择哪个通道，就把通道号放在这三个脚上，给一个锁存信号，上面对应的通道选择开关就可以自动拨好了，这部分相当于可以通过模拟信号的数据选择器。ADC转换是一个很快的过程，给一个开始信号过几us便转换完成，如果想转换多路信号，只需一个AD转换器，加上一个多路选择开关，想转换哪一路拨动对应的开关，选中对应通道，然后开始转换即可。这里的ADC0809只有八个输入通道，STM32内部有18个输入通道，对应图中就是18路输入的多路开关

对于判断电压对应的编码数据的方法，需要用到逐次逼近的方法来一一比较，图中三角形是一个电压比较器，可以判断两个输入信号电压的大小关系，输出一个高低电平指示谁大谁小，他的两个输入端，一个是待测的电压（上），另一个是DAC电压输出端，DAC是数模转换器，给他一个数据就可以输出对应的电压，DAC内部是使用加权电阻网络进行转换。

将一个外部通道输入的位置编码的电压，和一个DAC输出的已知编码的电压，同时输入到电压比较器进行判断，如果DAC输出电压比较大，那就调小DAC数据，如果DAC输出比较小，那么就增大DAC数据，直到DAC输出电压和外部通道输入电压近似相等，这样DAC输入的数据就是外部电压的编码数据。

电压调节的过程是由逐次逼近寄存器SAR完成的，为了最快找到未知电压的编码，通常会使用二分法进行查找，比如这里是8位的DAC，那编码就是0~255，第一次比较的时候，给DAC输入255的一半128进行比较，如果DAC电压大了，第二次比较的时候给128的一半64，如果还大第三次比就给32，如果这次小了那第四次就给32~64之间的值然后继续，以最快找到未知电压的编码。在这个过程中如果用二进制表示的话，会发现128 64 32 正好是二进制每一位的位权，这个判断过程相当于是对二进制从高位到低位依次判断是1还是0的过程。对于8位的ADC，从高位到低位判断8次就可以找到未知电压的编码。对于12位的ADC就需要判断12次。

AD转换结束后，DAC的输入数据就是未知电压的编码，通过右边三态锁存缓冲器进行输出，八位就有8根线，十二位就有12根线。最右上角的EOC是End Of Convert转换结束信号。Start是开始转换，给一个输入脉冲开始转换，Clock是ADC时钟，因为ADC内部是一步一步进行判断的，需要时钟推动这个过程。

下面VREF+和VREF-是DAC的参考电压，比如给一个数据255会对应5V还是3.3V将由这个参考电压决定，这个DAC的参考电压也决定了ADC的输入范围，所以他也是ADC参考电压。左边VCC和GND是整个芯片电路的供电，通常参考电压的正极VREF+和VCC是一样的，会接在一起，参考电压的负极和GND也是一样的，接在一起，一般情况下，ADC的电压输入范围就和ADC的供电一样

ADC框图

左边是ADC的输入通道，包括16个GPIO口，IN0~IN15，和两个内部的通道，一个是内部温度传感器，另一个是VREFINT（V Reference Internal），内部参考电压。然后到达模拟多路开关，可以指定想要选择的通道，右边是多路开关的输出，进入到模拟至数字转换器。

对于普通的ADC，多路开关一般只选中一个，选中某一个通道后开始转换，等待转换完成取出结果。但是在这里的较为高级，这里可以同时选中多个，而且转换的时候还会分成规则通道组和注入通道组两个组，其中规则组可以一次性选择最多16个通道，注入组最多可以选择4个。
举个例子，将ADC类比成去餐厅点菜，普通ADC是指定一个菜让老板去做，做好了端上来。这里的ADC是，指定一个菜单，最多可以填16个菜，直接将菜单给老板，就会按照菜单的书序依次做好，一次性给端上来，以此提高效率，菜单也可以写一个菜，这样就会简化成普通的模式。

菜单分为两种，一种是规则组，可以同时上16个菜，但是规则组只有一个数据寄存器，可以理解成桌子比较小，只能上一个菜，如果上16个，那么前15个都会被挤掉，只能得到第十六个。对于规则组来说，如果使用这个最好配合DMA来实现，DMA是数据转运的小帮手，在每上一个菜后把这个菜移动到其他地方去，防止数据被覆盖。规则组虽然可以同时转换16个通道，但是数据寄存器只能存一个结果，如果不想之前的结果被覆盖，在转换完成之后要尽快把结果拿走。
注入组相对比较高级，相当于餐厅的VIP座位，在这个座位上最多可以一次性点4个菜，并且数据寄存器有四个，可以同时上四个菜，不用担心数据被覆盖的问题

左上角是VREF+和VREF-、VDDA和VSSA，前面两个是ADC的参考电压，决定了ADC输入电压的范围，后面两个是ADC的供电引脚，一般情况下VREF+要接VDDA，VREF-要接VSSA，在stm32f103c8t6芯片上没有VREF+和VREF-引脚，在内部已经和VDDA和VSSA接在一起。VDDA和VSSA是内部模拟部分的电源，比如ADC、RC振荡器，锁相环等。在这里VDDA接3.3V，VSSA接GND，所以ADC的输入范围就是0~3.3V。

模数转换器执行逐次比较的过程，转换结果会放在数据寄存器，读取寄存器便可知道ADC转换的结果。

右边ADCCLK是ADC的时钟，适用于驱动内部逐次比较的时钟。

两个数据寄存器用于存放转换结果

对于STM32的ADC，触发ADC开始转换的信号有两种，一种是软件触发，在程序中手动调用一条代码就可以启动转换，另一种是硬件触发，即下图的触发源（上边是注入组，下边是规则组），这些触发源主要来自于定时器，有定时器的各个通道，还有TRGO定时器主模式的输出。定时器可以通向ADC、DAC这些外设，用于触发转换，由于ADC需要过一段固定时间转换一次，每隔1ms转换一次，正常的思路就是用定时器，每隔1ms申请一次中断，在中断里手动开启一次转换，但是频繁进中断对程序有一定影响，不同中断之间优先级不同，会导致某些中断无法得到及时相应，如果触发ADC转换的中断不能及时响应，那么ADC的转换频率会收到影响。

对于这种需要频繁进中断且只完成了简单工作的情况，一般会有硬件的支持。比如这里可以给TIM3定一个1ms的时间，并且把TIM3的更新时间选择TRGO输出，在ADC这里选择开始触发信号为TIM3的TRGO，这样TIM3的更新事件就可以通过硬件自动触发ADC转换，整个过程不需要进中断，节省了中断资源。这里还可以使用外部中断引脚来触发转换，可以在程序中进行配置。

ADC预分频器来自于RCC，APB2时钟72MHz，通过ADC预分频器进行分频，得到ADCCLK，最大是14MHz，这个预分频器可以选择2、4、6、8分频，如果选择2分频，72M/2=36M超出范围，4分频后是18M也超，对于ADC预分频器只能选择6分频就是12M和8分频就是9M这两个值。

上面的DMA请求，用于触发DMA进行数据的转运

模拟看门狗，里面可以存一个阈值搞限和阈值低限，如果启动了模拟看门狗并且指定了看门通道，那看门狗就会关注它看门的通道，一旦超过这个阈值范围，就会在上边申请一个模拟看门狗的中断，最后通向NVIC。

对于规则组和注入组，在转换完成之后也会有一个EOC转换完成的信号，在这里EOC是规则组完成的信号，JEOC是注入组完成的信号，这两个信号会在状态寄存器里置一个标志位，通过读取这个标志位可得知是不是转换结束。这两个标志位也可以取到NVIC申请中断，如果开启了NVIC对应的通道就会触发中断

ADC基本结构

·左边是16个GPIO口（上）加两个内部通道（下）

·进入AD转换器，里边有规则组和注入组两个组，规则组最多可以选择16个通道，注入组最多可以选择4个通道，转换的结果可以存放在AD数据寄存器里，其中规则组只有1个数据寄存器，注入组有4个。

·下边有触发控制，提供了开始转换这个START信号，触发控制可以选择软件触发和硬件触发，硬件触发主要是定时器，也可以选择外部中断的引脚。

·底部右边是来自RCC的时钟CLOCK，ADC逐次比较的过程就是由这个时钟推动的。

·在上面可以布置一个模拟看门狗用于检测转换结果的范围，如果超过设定的阈值，就会通过中断输出控制，像NVIC申请中断。

·规则组和注入组转换完成之后会有个EOC信号，会置一个标志位，也会通向NVIC。

·右下角处有一个开关控制，在库函数中就是ADC_Cmd函数，用于给ADC上电。

输入通道

图中显示的是ADC通道和引脚复用的关系，这里有通道0~17，共18个通道，通道16对应ADC1的温度传感器，通道17对应ADC1内部的参考电压，只有ADC1有通道16和17，ADC2和ADC3是没有的。

GPIO的引脚中ADC1和ADC2是完全相同的，ADC3中间会有些变化，不过stm32f103c8t6这个芯片没有ADC3，所以后面部分无需理会。这里的引脚是PA0~PA7，PB0~PB1，PC0~PC5，由于芯片没有PC0~PC5,所以下面对应的通道也不存在，

如下图可见，ADC12_IN0对应的是PA0引脚，IN1对应PA1 引脚，IN2、3、4、5、6、7、8、9分别对应PA2~PB1，所以这个芯片对应只能有16个外部输入通道，

ADC12_IN0的意思是ADC1和ADC2的IN0都是在PA0上的，下边都是ADC12，说明ADC1和ADC2的引脚全都是相同的，既然相同，那么肯定有着他的特殊功能，叫做双ADC模式。

双ADC模式较为复杂，双ADC模式就是ADC1 和ADC2一起工作，可以配合组成同步模式、交叉模式。比如交叉模式，ADC1和ADC2 交叉着对一个通道进行采样，可以进一步提高采样率。ADC1和ADC2也可以分开使用，分别对不同引脚进行采样

转换模式

一、单次转换，非扫描模式

如图左边的列表是规则组里面的菜单，有16个空位分别是序列1~16，在此处可以写入想要转换的通道，在非扫描模式下，这个菜单只有第一个序列1的位置有效，此时菜单选中一组的方式就退化位简单的选中一个的方式了。在序列1可以指定我们想转换的通道，比如图中将通道2写到序列1的位置，之后触发转换，ADC就会对这个通道进行模数转换，转换完成之后，转换结果放在数据寄存器里，同时EOC标志位置1，完成转换过程。

对EOC标志位进行判断，如果转换完了，就可以在数据寄存器里读取转换结果，如果想再启动一次转换，就需要再出发一次，转换结束置EOC标志位，读取结果。如果想换一个通道转换，那么在转换之前，把第一个位置的通道2改成其他通道，再启动转换即可。

二、连续转换，非扫描模式

非扫描模式，菜单列表只使用第一个。与前面单次转换不同的是，这个在一次转换结束之后不会停止，会立刻开始下一轮的转换，然后一直持续下去，只需最开始触发一次，之后便可以一直转换，这个模式的好处是开始转换之后不需要等待一段时间，因为一直都在转换，不需要手动开始转换，也无需判断是否结束，想读AD值的时候直接从数据寄存器取即可

三、单次转换，扫描模式

单次转换，每触发一次，转换结束之后都会停下来，下次转换需再次触发才会开始。扫描模式会用到菜单列表，列表中每个位置是通道几可以任意指定，并且可以重复。在初始化结构体里面有个参数，就是通道数目，16个位置可以仅使用前几个，通道数目给7，那么只会看前七个位置，每次触发之后就对前七个位置进行AD转换，转换结果都放在数据寄存器里，为了防止数据被覆盖，需要用DMA及时将数据移走，7个通道转换完成之后，产生EOC信号，转换结束。

四、单次转换，扫描模式

在第三个单次转换扫描模式的基础上稍微变化，一次转换完成后，立刻开始下一次的转换，和上面非扫描模式的单次和连续是类似的。

在扫描模式的情况下，还有另一种模式叫间断模式，它的作用是在扫描过程中，每隔几个转换就暂停一次，需要再次触发才能继续。

触发控制

这个表是规则组的触发源，表里面有来自定时器的信号，还有来自引脚或定时器的信号，具体是引脚还是定时器，要用AFIO重映射来确定。软件控制位就是软件触发。关于这些触发信号如何选择，可以通过设置右边的寄存器来完成，使用库函数则直接给个参数即可。

数据对齐

由于ADC是12位的，那么转换结果就是一个12位的数据，但是数据寄存器是16位的，那么就存在一个数据对齐的问题。

第一种是数据右对齐，就是数据向右靠，高位多出来的几位就补0

第二种事数据左对齐，12位的数据向左靠，低位多出来的几位补0

一般使用的都是第一种右对齐，这样的话读取16位的寄存器，直接就是转换结果，如果选择左对齐，直接读数据的话，得到的数据会比实际的大。数据左对齐实际上是将数据左移了4次，二进制有个特点，将数据左移一位，等效于将这个数据乘以2，这里左移了4位就相当于把结果乘上了16，直接读的话会比实际值大16倍。

左对齐的用途：如果不想要右对齐那么高的分辨率，如果觉得0~4095太大了，就做个简单的判断，选择左对齐，将数据的高八位取出来，这样便舍弃了后四位的精度，那么这个12位的ADC便退化成8位的ADC

转换时间

转换时间的参数一般不太敏感，一般AD转换都很快，如果不需要非常高速的转换频率，那转换时间就可以忽略了。AD转换的时候需要花小段时间，在AD转换的步骤中，有4步分别是采样、保持、量化、编码，其中采样和保持可以放一起，量化和编码也可以放一起，总共是两大步。

量化、编码就是之前ADC逐次比较的过程，比较花时间，一般位数越多花的时间越长。

采样、保持的作用在于，因为AD转换需要一小段时间，如果在这一小段时间里，输入的电压还在不断的发生变化，那么没法办定位输入电压到底在哪，在量化编码之前需要设置一个采样开关，打开采样开关收集外部电压，可以使用一个小容量的电容存储这个电压，存储好之后再断开采样开关，进行后面的AD转换，在量化编码的期间电压始终保持不变，以便精确的定位位置电压的位置。保持采样的过程需要闭合采样开关，过一段时间再断开，这期间会产生一个采样时间

这个采样时间引申出了一个公式，ADC总采样时间为 $T_{CONF}$ =采样时间+12.5个ADC周期，公式中的采样时间就是采样保持花费的时间，可以在程序中进行配置，采样时间越大越能避免一些毛刺信号的干扰，不过转换时间也会相应延长。12.5个ADC周期是量化编码花费的时间，因为是12位的ADC，所以需要花费12个周期，这里多了0.5个周期，可能是执行其他任务花的时间。

ADC周期就是从RCC分频过来的ADCCLK，这个ADCCLK最大是14MHz，图中下边有个例子，当ADCCLK=14MHz时，采样时间为1.5个ADC周期， $T_{CONF}$ =1.5+12.5=14个ADC周期，在14MHz的ADCCLK的情况下就等于1us，这是关于最快1us时间的来源，如果采样周期再长些，就达不到1us了，另外也可以把ADCCLK的时钟设置超过14MHz，这样的ADC在超频，使用的时间比1us还短，但是不能保证稳定性。

校准

这个校准过程是固定的，我们只需要在ADC初始化的最后，加几条代码即可，详细的计算和校准方式可不管，了解即可

硬件电路

第一个是电位器产生可调的电压，电位器的两个固定端一个接3.3V，另一个接GND，中间的滑动端就可以输出一个0~3.3V的可调的电压输出，可以接上ADC的输入通道，比如PA0口，当滑动端网上滑动时电压增大，往下滑动时电压减小，注意电阻的阻值不能给太小，电阻两端是直接跨接在电源正负极的，如果电阻太小会比较费电，再小可能发热冒烟，一般需要接kΩ级的电阻，这里是10k。

第二个是传感器产生可调电压的电路，一般来说像是光敏电阻、热敏电阻、红外接收管、麦克风等，都可以等效为一个可变电阻，由于可变电阻没法测量，可以通过和一个固定电阻串联分压，得到一个反映电阻值电压的电路。当传感器阻值变小时，下拉作用变强，输出端电压下降，传感器阻值变大时，下拉作用变弱，输出端受上拉电阻的作用，电压就会升高，固定电阻一般可选择和传感器阻值相近的电阻，以便于得到一个中间区域电压比较好的输出。传感器和固定电阻的位置也可以交换，不过输出电压的极性将会因此相反。

第三个是一个简单的电压转换电路，比如想测一个0~5V的VIN电压，但是ADC只能接收3.3V的电压，可搭建一个如上图所示的简易电路，使用电阻进行分压，上边阻值17k，下边阻值33k，加起来是50k，根据分压公式，中间的电压就是VIN/50*33，得到的电压范围就是0~3.3V,可以进入ADC转换，如果想采集5V、10V的电压可以使用这些电路，但是电压过高不建议使用这种电路，比较危险，简易使用一些专用的采集芯片，比如隔离放大器等等，做好高低电压的隔离，保证电路的安全

接线图

芯片上方PA0~PB1部分是ADC的10个通道，可以选择，其余的不是，不可以接模拟电压。

函数解析

void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx);	//恢复缺省配置
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);	//初始化
void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);	//结构体初始化
void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);	//用于给ADC上电
void ADC_DMACmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);	
//用于开启DMA输出信号 如果使用DMA转运数据就得调用这个函数
void ADC_ITConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT, FunctionalState NewState);	
//中断输出控制 用于控制某个中断能不能通往NVIC


void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);	//复位校准
FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);	//获取复位校准状态
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);	//开始校准
FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);	//获取开始校准状态
//这部分函数在ADC初始化完成之后依次调用即可


void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//ADC软件开始转换控制 用于软件触发的函数 调用一下即可软件触发转换
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
//ADC获取软件开始转换状态 无法用来判断转换是否结束 
//SWSTART这一位的作用是开始转换规则通道 由软件设置该位以启动转换 转换开始后硬件马上清除此位
//这里两个函数中的第一个函数是给SWSTART位置1 以开始转换 第二个函数是返回SWSTART的状态 
//由于SWSTART开始后就立刻清零了 所以这个函数的返回值跟转换是否结束没有关系
//这个函数其实没啥用 一般不用这个函数


void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number);
//配置每隔几个通道间断一次
void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//是不是启用间断模式


void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
//ADC规则组通道配置 （较为重要）
//作用是给序列的每个配置填写指定通道  ADC_Channel是想指定的通道  
//Rank就是序列几的位置 ADC_SampleTime是指定通道的采样时间


void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//ADC外部触发转换控制 就是是否允许外部触发转换


uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);
//ADC获取转换值（重要）


uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);	
//ADC获取双模式转换值 这个是双ADC模式读取转换结果的函数


//下列函数都带有injected 都是关于注入组的函数
void ADC_AutoInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_InjectedDiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_ExternalTrigInjecConv);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_SoftwareStartInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartInjectedConvCmdStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_InjectedChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
void ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Length);
void ADC_SetInjectedOffset(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel, uint16_t Offset);
uint16_t ADC_GetInjectedConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel);


//对模拟看门狗进行配置
void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog);	//是否启动看门狗
void ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t HighThreshold, uint16_t LowThreshold);
//配置高低阈值
void ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel);
//配置看门的通道


void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState);	//ADC温度传感器 内部参考电压控制
//用来开启内部两个通道 如果要用这两个通道 需要调用这个函数


FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);	
//获取标志位状态 参数给EOC的标志位 判断EOC标志位是否置1 
//如果转换结束 EOC标志位置1 调用这个函数判断标志位 能正确判断转换是否结束


void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);	//清除标志位
ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);	//获取中断状态
void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);	//清除中断挂起位

AD单通道

单次转换非扫描

AD.c部分的代码

void AD_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);	//6分频 分频之后ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN;	
	//在AIN模式下 GPIO口是无效的 断开GPIO口防止输入输出对模拟电压造成干扰 AIN模式算是ADC的专属模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);	
	
	//选择规则组的输入通道
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	//目前只有PA0一个通道 使用的是非扫描模式 所以指定的通道就放在序列1的位置
	//需要快的转换就选择小的参数 需要稳定的选择大参数 没要求则任选 此时采样时间为55.5个ADCCLK的周期
	
	//如果需要在序列2的位置写入其他通道 那就复制代码把序列数递增 每多一个序列数递增+1 并指定想要的通道
	//ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,2,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	//每个通道可以选择不一样的采样时间 修改最后一个参数即可
	
	//初始化ADC
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
	//选择连续转换or单次转换 enable是连续模式 disable是单次模式
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign	= ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
	//外部触发转换选择 这里不适用外部触发 none 使用软件触发
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//选择工作在独立模式还是双ADC模式
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;	//通道数目 指定在扫描模式下会用到几个通道 
	//这个参数在扫描模式下需要用 非扫描模式下整个列表只有第一个序列有效 写多少都没用
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; 
	//扫描模式or非扫描模式 enable是扫描模式 disable是非扫描模式
	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
	
	//开启ADC的电源
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
	
	//这里ADC_Cmd函数放在校准函数前面是对的，up给的数据手册是2010年翻译的，是错误的
	// 2017年的数据手册已更正，实际上正确的表述应该是：ADC上电后最少两个周期才能校准
	
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);	//复位校准
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);	//获取复位校准状态
	//加上while循环 如果没有校准完成就在while空循环里等待
	//一旦标志位被硬件清0 这个空循环会自动跳出
	ADC_StartCalibration(ADC1);	//开始校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);	//获取开始校准状态
	//这部分函数在ADC初始化完成之后依次调用即可
}
uint16_t AD_GetValue(void)
{
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发转换函数
	while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC) == RESET);//第二个参数 规则组转换完成标志位
	//具体配置时间计算：通道的采样周期是55.5 转换周期是固定的12.5 加在一起是68个周期
	//前面配置的ADCCLK是72MHz的6分频 就是12MHz 12MHz进行68个周期才能转换完成
	//最终的时间是 1/12M * 68 = 5.6us 所以这个while循环大约会等待5.6us
	return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回值是ADC1的转换结果
	
}

main.c部分代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

uint16_t ADvalue;
float Voltage;

int main()
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"ADvalue:");
	OLED_ShowString(2,1,"Voltage:0.00V");
	
	while(1)
	{
		ADvalue = AD_GetValue();	//启动等待读取一次性完成 返回值直接就是结果
	
		OLED_ShowNum(1,9,ADvalue,4);
		
		Voltage = (float)ADvalue / 4095 *3.3;	//因为advalue是整数 除以4095后会舍弃小数部分 
		//会导致计算错误 所以先类型强转为float
		//实际上ADvalue = 4096时才对应3.3V 会有一个数的偏差 所以AD值最大4095实际上对应是3.3小一点
		//无法达到满量程3.3V 受限于ADC的结构
		
		OLED_ShowNum(2,9,Voltage,1);
		OLED_ShowNum(2,11,(uint16_t)(Voltage *100) % 100,2);		
		//先乘以100倍 比如原来是1.23 现在就是123 然后对100取余 就是23 这样就把1.23的小数部分取出来
		//显示在第11列 由于浮点数是不能取余的 所以voltage乘以100后要（）起来 然后进行强制类型转换变成整数
		
		Delay_ms(100);
	
	}
}

连续转换非扫描

这个模式的好处是不需要连续触发，也不需要等待转换完成的。在AD.c的代码中稍作修改，将下列函数改成enable

	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;

连续转换模式只需要在一开始时触发一次即可，所以软件触发的函数可以挪到初始化的最后，在初始化完成之后触发一次即可。这时内部的ADC就会一次接着一次、连续不断的对我们指定的通道0进行转换，将结果存放在数据寄存器里，此时数据寄存器会不断刷新最新的转换结果，所以在AD_Getvalue里面就不需要判断标志位了，直接返回数据寄存器的值就行

这种模式的好处是对CPU占用更小，不需要一直调用

uint16_t AD_GetValue(void)
{

	return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回值是ADC1的转换结果
	
}

AD多通道

接线图

可以通过单次转换非扫描模式来实现多通道，只需要在每次触发转换之前，手动更改一下列表第一个位置的通道即可。比如第一次转换先写入通道0之后触发、等待、读值，第二次转换再把通道0改成通道1，之后触发、转换、读值，第三次转换再改成通道2等等。在转换前先指定通道再启动转换，以此实现多通道转换的功能。

这里的函数将选择通道的代码放到这里，并将传入参数改为指定的通道，这样调用函数时返回值就是指定参数的结果。

uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)	
{
	//选择规则组的输入通道
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发转换函数
	while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC) == RESET);//第二个参数 规则组转换完成标志位

	return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回值是ADC1的转换结果
	
}

由于使用的通道是0、1、2、3，所以前面的初始化也需要开启对应的GPIO

main.c部分的代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

uint16_t AD0,AD1,AD2,AD3;
int main()
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"AD0:");
	OLED_ShowString(2,1,"AD1:");
	OLED_ShowString(3,1,"AD2:");
	OLED_ShowString(4,1,"AD3:");
	
	while(1)
	{
		
		AD0 = AD_GetValue(ADC_Channel_0);
		AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1);
		AD2 = AD_GetValue(ADC_Channel_2);
		AD3 = AD_GetValue(ADC_Channel_3);
		
		OLED_ShowNum(1,5,AD0,4);
		OLED_ShowNum(2,5,AD1,4);
		OLED_ShowNum(3,5,AD2,4);
		OLED_ShowNum(4,5,AD3,4);
		
		Delay_ms(10);
	
	}
}

烧录完成之后，四个通道可以分别接收不一样的ADC

标签：转换,AD,up,自化协,ADC,电压,ADCx,通道
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