代码收藏家技术教程 2025-01-10

STM32:ADC(模数转换器)开发基础

思路：理解ADC(模数转换器)的基本工作原理—-A/D转换函数编写—-参数配置(ADC参数配置)—-编写代码【含例题】—-烧入开发板

一、理解ADC(模数转换器)的基本工作原理

1.什么是ADC呢？

先理解两个量：模拟量和数字量

模拟量: 指在时间和数值上都连续变化的物理量，可以是电压、温度、压力、速度等。

数字量：指在时间上和数量上都离散的物理量，在数字量中以数字的形式表示。

ADC:(Analog to Digital Converter)即模数转换器，用于实现模拟信号向数字信号的转换，最终展现数字信号。【模拟量—>数字量】

【提问！:由模拟量向数字量转换的是模数转换器，那么由数字信号向模拟信号转换的又称作什么呢?】【数字量—>模拟量】[答案文末揭晓!(。・∀・)ノ]

在学习STM32中，我们一般采用逐次逼近型的ADC！

2.ADC转换的过程和四个技术指标：

(1)A/D转换一般要经过采样、保持、量化、编码四个过程,如下图(以逐次逼近型为例)：

(2)A/D转换的四个技术指标分别是：量程、转换位数、分辨率、转换时间

量程：指ADC所能输入模拟信号的类型和电压范围，即参考电压。(信号类型包括单极性、双极性)

转换位数：量化过程中的量化位数(A/D转换后输出的结果用n位进制数来表示)。

例：12位的ADC的输出值为0~4095（2的12次方:4096）

分辨率：ADC能分辨的最小变化量(大于才响应)；计算公式：分辨率=量程/(2的N次方)。

例1： 0-5V量程，求10位ADC的分辨率(最小变化量): 5÷1024=0.0049V，(2的10次方=1024)

若此时电压模拟量为0.0048V,因0.0048V＜0.0049V，所以ADC不响应。(大于才响应！！！)

例2：参考电压为6V,采用8位的A/D转换器，求ADC的分辨率：6÷256=0.0234v,(参考电压即量程，2的8次方=256)

转换时间：ADC完成一次完整的A/D转换所需的全部时间。

二、A/D转换函数编写(基于HAL库函数)

A/D转换常用的函数有：查询、中断、DMA三种方式【重点：查询和中断】

1.选择中断且非阻塞式的A/D转换：

非阻塞式（IT）；Start（开启）；Callback(回调)；GetValue(读取)

uint16_t ADC_Value=0;//定义变量，接收A/D转换结果
HAL_ADC_Start_IT(&hadc);
//启动ADC转换，非阻塞式，(&hadc)表示具体启动的ADC脚，根据题目配置

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef*hadc1)//调用中断回调函数
 {
 ADC0_Value=HAL_ADC_GetValue(&hadc);//读取相应A/D转换结果
 }

2. 选择查询且阻塞式的A/D转换：

Start（开启）；PollForConversion(转换)；GetValue(读取)

uint16_t ADC_Value=0;//定义变量，接收A/D转换结果
HAL_ADC_Start(&hadc);
//启动A/D转换,阻塞式，(&hadc)表示具体启动的ADC脚，根据题目配置

  if(HAL_OK==HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,10))//转换过程，10表示超时时间
    {
      ADC0_Value=HAL_ADC_GetValue(&hadc);//读取A/D转换结果
    }

以上就是A/D转换函数的编写啦，让我们再详细了解一下ADC在我们STM32配置中的相关信息吧！

*在STM32F103芯片中有3个12位逐次逼近型模数转换器：ADC1、ADC2、ADC3，具有18个测量通道，可测量16个外部和2个内部信号源(内部温度和内部参考电压【只能连接到ADC1】)；L151C8芯片只有一个ADC模数转换器。

*每个通道的A/D转换模式可选择单次、连续、扫描或间断执行。

*A/D转换结果分别由2种存储方式：左对齐、右对齐。

【以上就是ADC的基本工作原理和A/D转换函数的编写啦，下面我们根据例题来展示！(。・∀・)ノ】（贯穿后面的参数配置、代码编写）

本章例题:[1]将ADC_IN0设置为12位的ADC,右对齐。

[2]使用查询的方式，每隔0.5秒采样一次ADC的数据。

[3]将每次读取到的ADC采样值转换为对应电压值，发送到上位机(通过串口发送)。

[4]LED2作为采样指示灯，在ADC转换过程中点亮，其余时间熄灭。

三、参数配置（ADC参数配置）

【例题使用:STM32F103版本】(以下是略快版本) 例题涉及串口，详细可参考文章【STM32:串口数据收发基础】重点(5):ADC参数配置

1.新建项目：

2.选择版本：

3.SYS参数配置：

4.RCC参数配置：

5.重点:ADC参数配置

(1)按照题意:[1]将ADC_IN0设置为12位的ADC，右对齐:

(2)按照题意[3]:将每次读取到的ADC采样值转换为电压值，发送到上位机(通过串口发送)，因此还要配置串口(USART1):

（3）按照题意[4]:LED2作为采样指示灯，在ADC转换过程中点亮，其余时间熄灭。配置LED2灯

6.系统时钟配置

7.项目管理

8.Code Generator 勾选：

9.配置完成并打开：

四、编写代码【含例题】

按照例题：[1]将ADC_IN0设置为12位的ADC,右对齐。

[2] 使用查询的方式，每隔0.5秒采样一次ADC的数据。

[3]将每次读取到的ADC采样值转换位对应电压值，发送到上位机(通过串口发送)。

[4]LED2作为采样指示灯，在ADC转换过程中点亮，其余时间熄灭。

1.在开始我们可以先宏定义所需要的:

#include "stdio.h" //输入输出函数声明，scanf()和printf();
#define LED2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET)
#define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET)
//LED2为采样指示灯

uint16_t ADC_Value=0,ADC_Volt=0;
//定义变量，接收A/D转换结果；Volt:电压
uint8_t str_buff[64];
//8位的缓冲区

2.编写查询函数：