STM32F103C8T6的ADC

STM32F103C8T6的ADC：ADC1、ADC2

实际通道：共10个，ADC1与ADC2共引脚，PA0~PA7，PB0~PB1

F1系列最多输入通道：共18个通道，16个外部，2个内部（温度传感器、内部参考电压）

不同引脚所对应的ADC通道不同！！！

只改变引脚而不改变通道的话，会导致ADC转换无效。

也就是ADC12_INx的x就是不同引脚对应的通道。（24.10.11晚）

ADC工作模式：

        ①独立模式（常用）：单个ADC进行工作。

        ②多重模式：多个ADC进行工作，就是近似能同时读取不同通道的值，能够提高转换效率，。

        （不甚了解多重模式，目前已知是一个ADC作为主ADC，其他ADC作为从ADC，从ADC在主ADC工作一段时间后（大约是一个采样周期后）才会启动）

ADC工作步骤：

采样——>保持——>量化——>编码

        采样：接收传感器传输的数据

        保持：保存数据。定格数据，不再接收新的数据，避免一直采样导致数据一直波动，无法正常量化的情况。

        量化：将连续的模拟信号值近似为有限多个离散值。量化精度与分辨率有关。

        编码：将量化后的数字值转换为二进制数字的过程。

分辨率：ADC的分辨率是指其能够分辨量化的最小信号的能力，一个12位的ADC，其分辨率就是12位。

        对于3.3v供电且参考电压（VREF–、VREF+）与电源（VDDA 和、VSSA ）相接的板子而言，也就是可以把电源电压3.3v用0~4095范围内的值来量化。

ADC工作原理：逐次逼近。

        逐逼与二分法类似，实现方式是从最高位起开始判断置1或0后，硬件的值与输入值的大小关系。

        若置1大则0，若置1小则1，然后下一位，直至最低位也操作完成。

        （样例供参考：5位二进制数，值18）

        在ADC的逐次逼近型寄存器，就会从高位开始置位，并根据置位不同产生的不同电压来匹配外部输入的电压（0v~3.3v），要是接近的话，那么此时的置位结果从二进制转化为十进制数就是ADC的转换结果（会自动放在对应组别的数据寄存器里）。多少位的ADC，就要判断多少次

ADC通道分组：

        规则组（Regular Group）：

                最多有16个通道。

                但由于只有1个规则组数据寄存器，对于多次转化或扫描转换，需要配合DMA使用，否则新数据会覆盖旧数据，最终只能读取到最新的数据。

        注入组（Injected Group）：

                最多有4个通道。

                犹豫刚好有4个注入组数据寄存器，因此可以保证不同通道同时转换，而数据不被覆盖。

        区别：注入组可以中断规则组的转换，优先转自己的。

通道的操作：既可以同时开启多个注入组通道，然后同时读取；也可以逐个开关规则组通道，实现读一个关一个，开另一个，然后再开始读。两种方式都可以实现对不同通道数据的转换。
 

ADC转运模式：

扫描模式：在扫描模式下，ADC可以设置多个输入通道进行连续转换，按照通道号的顺序对这些通道进行转换，并将结果按顺序保存在对应的数据寄存器中。

连续模式：在连续模式下，ADC在完成一次转换后会自动开始下一次转换，无需外部触发。

        ①单次非扫描：对一个通道转一次停一次置一次EOC，不更改通道。结束后需要等待下一次触发

        ②单次扫描：转完所有通道后才停止置位EOC。需要用DMA，否则前面通道的数据会被后面通道的覆盖。结束后需要等待下一次触发

        ③连续非扫描：一直对一个通道进行转换，不停。

        ④连续扫描：一直对好几个通道进行扫描，不停。

        ⑤间断模式：扫几次就停，需要触发。

相关标志位：

                EOC是转换完成标志位，完成1，未完0。中断使能标志位是EOCIE

                AWD是模拟看门狗中断标志位。中断使能标志位是AWDIE

                JEOC是注入组转换结束标志位。中断使能标志位是JEOCIE

                START是开启转换标志位，置1表示开始转换。

如果开启了对应的NVIC的中断通道，那么产生中断标志的时候就会触发中断

左右对齐：

        ADC是12位的，但是数据寄存器是16位的，也就是有4位空余，这导致了需要考虑左对齐还是右对齐。

        左对齐：直接读取会导致精度下降。（相当于读取值=原值 x 16）

        右对齐：直接读取就是目标值。（常用）

触发源：软件触发源--调用函数。

               硬件触发源-- 定时器、 外部中断

时钟：AHB——>APB2时钟（72MHZ）——>ADC预分频器（2、4、6、8分频）——>DACCLK

        由于ADC的时钟频率上限是14MHZ，而RCC的时钟是72MHZ，所以需要选择6、8分频，否则越界容易导致转换的结果会有误（超频 ）。

转换周期：采样时间+12.5个ADC周期（12bit算一个ADC周期，余下0.5算硬件操作时间）

采样时间：看ADCCLK，如当ADC_CLK=14MHZ时，采样时间位1.5ADC周期，此时转换一次的时间时1us

校准：使用库配置好的代码，使ADC的采样防止电容变化导致的精度不准。需要ADC断电一段时间后才能校准，但在初始化后校准一下就可以了。

模拟看门狗：模拟看门狗检测某个输入通道的值，一旦高于或低于中断标志位AWD就是置位，就会申请中断。

配置要点：

        ①是否连续转换：转一次数据就结束一次，还是转多次数据才结束

        ⑥是否扫描模式：完成一个通道之后，是否接着转其他通道

        ②数据左右对齐：左对齐（降低精度，共12位，取高8，舍低4）

                                    右对齐（实际值，直接读取即可）

        ③ADC的触发方式（硬件、软件）：一般软件触发

        ④单多ADC运行：一般单ADC运行

        ⑤ADC通道选择：就是GPIO口，看GPIO口的配置中将哪个口配置成了AIN模式

数据位数称呼及对应大小

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，其数据位数和其他数据大小称呼如下：

字（Word） ：STM32F103C8T6的数据总线宽度为32位，因此一个字（Word）是32位（4字节）。

半字（Half Word） ：半字通常指的是16位，即2字节。

字节（Byte） ：字节是8位，即1字节。

主要代码（参考自江协）

ADC与GPIO口的初始化函数

void AD_Init(void)
{
    /*开启时钟*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);    //开启ADC1的时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    //开启GPIOA的时钟
    
    /*设置ADC时钟*/
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);                        //选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
    
    /*GPIO初始化*/
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                    //将PA0引脚初始化为模拟输入
    
    /*规则组通道配置*/

为所选ADC（ADC1）配置其对应的常规通道（ADC_Channel_0）、排序（1）、采样时间（ADC_SampleTime_55Cycles5）。
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);        //规则组序列1的位置，配置为通道0
    
    /*ADC初始化*/
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                        //定义结构体变量
    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;    //数据对齐，选择右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;    //外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
    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);                        //将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1
    
    /*ADC使能*/
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);                                    //使能ADC1，ADC开始运行
    
    /*ADC校准*/
    ADC_ResetCalibration(ADC1);                                //固定流程，内部有电路会自动执行校准
    while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}

获取ADC转换值的函数

uint16_t AD_GetValue(void)
{
    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
}