代码收藏家技术教程 2024-12-04

stm32 ADC笔记

框3：ADC的输入通道：共18个，包括16个GPIO口(ADCx_IN0…ADCx_IN15)和2个内部通道温度传感器和Vrefint(内部参考电压)

框5：模拟多路开关，可以指定要选择哪些ADC输入通道（框3），右边是输出，进入到模数转换器(框6)

框6：模数转换器，逐次比较型，输入通道包括ADCCLK(最大14M)，注入通道和规则通道，注入通道最多同时连接4个通道，规则通道最多同时连接16个通道(为什么是16个通道？相当于16个通道的模拟信号可以同时进来进行AD转换，提高效率，这就是为什么STM32软件配置有连续、单次、扫描、非扫描配置的原因，设置这些原理可以想一下，比如别人同时告诉你16件事，单次就好比你只记其中1件，连续就是你把16件时都挨到记下来)，通道转换结果存放到对应的数据寄存器(虚线框8)。输出分别为DMA请求、规则和注入的数据寄存器(保存AD转换的结果)。

虚线框8：

a.规则通道数据寄存器用于保存ADC转换结果，只有1个，但是对应了最多16个通道的ADC转换结果，如果数据读取不及时，容易出现数据覆盖问题，所以这个寄存器常配合DMA使用，快速搬移数据，防止覆盖，该寄存器输入为模数转换器的规则通道，输入为ADC转换结果。转换并保存完成会输出转换结束信号，状态寄存器置EOC标志位。

b.注入通道数据寄存器用于保存来自注入通道的ADC转换结果，有4个寄存器，对应最多4个通道的ADC转换结果，不担心数据覆盖，所以不用搭配DMA使用也行。转换并保存完会在状态寄存器置JEOC标志位。

c.DMA请求，用于触发DMA进行数据转运。

框1和框2：触发源，前者是规则组的触发源，后者是注入的触发源，都是硬件触发，触发的作用是让ADC开始转换，可在ADC初始化结构体进行选择(见下图)。以框1讲解，触发主要有定时器各个通道和TRGO，以及外部中断EXTI(见下图2)。有了硬件触发，那软件触发什么呢？软件触发在程序中调用代码就可以启动转换(ADC_SoftwareStartConvCmd)，ADC初始话结构体中需要将硬件触发源选择为ADC_ExternalTrigConv_None

框4： Vref为ADC参考电压，决定了ADC输入电压的范围，Vdda和Vssa是ADC的供电引脚，一般情况是Vref+接Vdda，Vref-接Vssa

框7：ADC时钟，由APB2时钟72M通过ADC预分频器分频后的时钟，ADCCLK最大14M，所以分频系数选择就是6或8分频。

什么是单次转换和连续转换:ADC转换完成会置EOC标志位，单次转换就是置EOC标志位就停止转换，需要再次触发才会转换。而连续转换是置EOC标志位后，继续进行下一轮转换，周而复始，所以触发只需要给1次就行了（总结：就是转换1次还是不停转换）。ADC结构体配置ADC_ContinuousConvMode

什么是扫描和非扫描模式：非扫描模式就是假如你指定了一个通道，比如序列1为通道2，序列2为通道5，那么转换去转换序列1，然后置EOC就停止了。而扫描模式就是会全部扫描（总结：就是转换指定通道，还是转换所有通道）。ADC结构体配置ADC_ScanConvMode

下面来看看规则组的4种转换模式

1.单次转换，非扫描模式：只转换1次序列1通道就置EOC标志

2.连续转换，非扫描模式：转换完序列1通道置EOC标志，立刻开始下一次转换序列1

3.单次转换，扫描模式：指定通道数目为7，那么会将序列1-7转换完置EOC标志位，然后停止（数据存在数据寄存器里，因为数据寄存器只有1个，会出现覆盖问题，需要DMA搬运）

4.连续转换，扫描模式：指定通道数目为7，将序列1-7转换完置EOC标志，自动开始下一次转换。

所以，4总模式其实就是转换次数+转换哪些通道的组合。

通道数目ADC结构体配置ADC_NbrOfChannel，扫描模式用几个通道就写几。

填充通道方法：如想把序列1配置为通道2就用函数ADC_ReglarChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2,1,ADC_SampleTime_55Cycles5)将序列1设置为ADC1的通道2，ADC_SampleTime_55Cycles5为采样时间，需要快速就选择55位置值小的，稳定就选择55位置值大的。将序列2设置为通道5：ADC_ReglarChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_5,2,ADC_SampleTime_55Cycles5)其它依次这样设置。

ADC12_IN0：并不是ADC12，是指ADC1和ADC2的IN0都在PA0上

数据对齐：因为ADC转换结果是12位的，而规则通道数据寄存器是16位的，有4位必须补0，数据存放就有2种方式，一般常用右对齐，便于取数据，左对齐一般用于低分辨率。

综上就可以看出来，ADC使用其实并不难，无非就是GPIO和ADC时钟配置，GPIO初始化、ADC初始化，校准那一块代码是固定的，不用了解，只需要写进去就行，见下面校准代码。

    ADC_ResetCalibration(ADC1);    //使能复位校准
    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));    //等待复位校准结束
    ADC_StartCalibration(ADC1);     //开启AD校准
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));     //等待校准结束

ADC配置步骤

通过以上框图可以大概知道ADC运转的配置步骤了，第一步：开启GPIO和ADC的RCC时钟,第二步：配置GPIO模式为模拟输入模式；第三步：配置多路开关，把ADC通道接入到规则组列表；第四步：配置ADC转换器；第五步：配置模拟看门狗或者中断（如需要）；第六步：校准ADC，第七步：打开开关，开启ADC。

相关库函数说明：

void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx);恢复缺省配置
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);初始化函数
void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);StructInit结构体初始化
void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);ADC使能上电(开关控制)
void ADC_DMACmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

开启DMA输出，使用DMA转运数据需要使用此函数。
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

——————–以上4个位控制校准的函数，ADC初始化完依次调用————————
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
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC_TypeDef* ADCx);这个函数没啥用

—————————————————————————————————————-
void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number);

每隔几个通道间断一次
void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);是否启用间断模式

—————————————-上面2个函数用于配置间断模式——————————–
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，用于给序列的每个位置填写指定的通道
void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

ADC外部触发转换控制，是否允许外部触发转换
uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);获取ADC转换值，读取转换结果。
uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);

ADC获取双模式转换值，双ADC模式读取转换结果的函数

—————————————————————————————————————
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);

———————————–Injected注入组，上面函数对注入组进行配置——————
void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog);

是否启动模拟看门狗
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);

配置看门通道
void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState);

温度传感器的内部参考电压控制，用于开启内部的温度和参考电压通道
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);

获取标志位状态，用于判断转换是否结束
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

作者：m0_60900496