代码收藏家 【STM32】ADC单通道模拟数字转换详解
本篇博客重点在于标准库函数的理解与使用，搭建一个框架便于快速开发
目录
ADC简介
ADC时钟配置
引脚模拟输入模式
规则组通道选择
ADC初始化
工作模式
数据对齐
触发转换方式
连续与单次转换模式
扫描模式
组内的通道个数
ADC初始化框架
ADC上电
ADC校验
获取转换数据
ADC规则组单通道框架
AD.h
AD.c
ADC简介
STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道
ADC时钟配置
就是配置上图的RCC时钟部分，为ADC提供时钟（CLOCKk）信号
已知ADC都在APB2总线（如图）
再由RCC时钟树，需要使能APB2外设的ADC时钟。ADCCLK最大为14MHz，可选6分频或8分频，分别提供最大12MHz和9MHz的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//ADC1外设时钟使能
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz引脚模拟输入模式
内部通道
温度传感器和通道ADC1_IN16相连接
内部参照电压VREFINT和ADC1_IN17相连接
注意： 温度传感器和VREFINT只能出现在主ADC1中
外部通道
选择模拟输入模式，外部的模拟信号直接作为ADCx的INy(y=0~15）
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO初始化
STM32F103C8T6的PA0默认复用为ADC1_IN0
GPIO的其它参数的理解可以阅读下方博客，这里不再赘述。
【STM32】GPIO和AFIO标准库使用框架-CSDN博客
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //ADC1的通道0
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);规则组通道选择
在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。
先学习规则组通道转换，1个组里可以有0~16个通道的任意排列组合
例如，可以如下顺序完成转换
构成转换的规则组
| 转换的序号 | 通道号（ADCxINy） |
| 1 | 通道3 |
| 2 | 通道8 |
|
3 |
通道2 |
| 4 | 通道 2 |
| 5 | 通道0 |
| 6 | 通道2 |
| 7 | 通道2 |
| 8 | 通道15 |
每一个规则组里的通道可以单独配置组里的序号，所以单独配置几个序号就调用几个通道配置函数
参数解释
| ADCx | x 可以是 选择哪一个ADC 外设 |
| ADC_Channel | 被设置的 ADC 通道 |
| Rank | 规则组采样顺序 |
| ADC_SampleTime | 指定 ADC 通道的采样时间值 |
ADC转换需要时间，在这里可以设置每个序号对应的通道以不同的时间采样
//配置放在规则组序列1里的通道ADC1_IN0及采样时间55.5个ADC采样周期
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC初始化
工作模式
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;数据对齐
转换结果为12位，转换完成后存放在16位数据寄存器中，需要选择数据左对齐还是右对齐
只有一个数据寄存器，转换后的结果会被覆盖，要及时取走
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐触发转换方式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;连续与单次转换模式
连续转换模式
连续模式使能条件下， 连续模式开启，只需要触发一次，就可不停的转换，这时，不需要查看转换完成标志位，直接读取数据寄存器即可得到数据。
单次转换模式
执行一次转换后ADC停止，需要重新发出触发信号，再次启动转换。
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//单次转换模式来自参考手册：
● 规则组由多达16个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择。规 则组中转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]位中。
● 注入组由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。注入 组里的转换总数目应写入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位中。
如果ADC_SQRx或ADC_JSQR寄存器在转换期间被更改，当前的转换被清除，一个新的启动脉冲将发送到ADC以转换新选择的组。
规则组序列一有1个通道，并且配置为连续转换模式时，不建议更改序列1位置的通道号。不建议这时通过更改序列1的通道号来实现多个ADCx通道转换
扫描模式
非扫描模式只转换组内的序列一位置的通道，扫描模式会从序列一的通道依次转换到指定的序列号的通道，组内最后一个转换完成置EOC标志位
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;组内的通道个数
非扫描模式时，通道数为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;ADC初始化框架
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);单个ADC框图
ADC上电
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC1，ADC开始运行ADC校验
ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。在 校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换 中每个电容器上产生的误差。 通过设置ADC_CR2寄存器的CAL位启动校准。一旦校准结束，CAL位被硬件复位，可以开始正 常转换。建议在上电时执行一次ADC校准。校准阶段结束后，校准码储存在ADC_DR中。
注意：
1 建议在每次上电后执行一次校准。
2 启动校准前，ADC必须处于关电状态(ADON=’0’)超过至少两个ADC时钟周期
直接调用即可
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);获取转换数据
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//在每次转换前，根据函数形参灵活更改规则组的通道1
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//软件触发AD转换一次
while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);//等待EOC标志位，即等待AD转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1);//读数据寄存器，得到AD转换的结果
} ADC规则组单通道框架
AD.h
#ifndef __AD_H
#define __AD_H
void AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel);
#endif
AD.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
void AD_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*
不在此处配置规则组序列，而是在每次AD转换前配置，这样可以灵活更改AD转换的通道
如果要设置序列1为固定的通道在这里调用一次就可，AD_GetValue（）中的通道配置应删除
*/
//ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//不用硬件触发，软件触发
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC1，ADC开始运行
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}
/**
* 函 数：获取AD转换的值
* 参 数：ADC_Channel 指定AD转换的通道，范围：ADC_Channel_x，其中x可以是0/1/2
* 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095
*/
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//在每次转换前，根据函数形参灵活更改规则组的通道1
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//软件触发AD转换一次
while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);//等待EOC标志位，即等待AD转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1);//读数据寄存器，得到AD转换的结果
}
作者：我不吃代码
