STM32CubeMX——ADC模数转换器开发基础（HAL 库）

一、模数转换器（ADC）概述：

1、ADC：Analog to Digital Converter

2、将时间和幅值连续的模拟量转化为时间和幅值离散的数字量，A/D 转换一般要经过采样、保持、量化和编码 4 个过程。

3、常用 ADC：逐次逼近型、双积分型、Σ-Δ 型。

4、AD 转换器的几个技术指标：

• 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和双极性。
• 转换位数：量化过程中的量化位数 n（A/D 转换后的输出结果用 n 位二进制数来表示）。例：10 位 ADC 的输出值是 0 ~ 1023
• 分辨率：ADC 能够分辨的模拟信号最小变化量（分辨率 = 量程 / 2ⁿ）。
• 转换时间：ADC 完成一次完整的 A/D 转换所需要的时间，包括采样、保持、量化、编码的全过程。

5、ADC 数据采用的计算应用：

有一个温度测控系统，已知温度传感器在 0℃ 到 100℃ 之间为线性输出，参考电压为 5V，采用 8 位的 A/D 转换器，0℃ 的时候测得电压为 1.8V，100℃ 的时候测得电压为 4.3V。

求：1、系统的分辨率。
　　2、若采集到数据 1001 0001_B，表示的电压？表示的温度？

解：1、分辨率（电压）= 5V / 2⁸ = 0.0195V = 1.95mV

分辨率（温度）= 0.0195 * 40 = 0.78℃，在采用电压 1.8V ~ 4.3V 之中，采样电压每上升 0.0195V，所代表的温度就上升 0.78℃。

　　2、温度 = 40 * ( 采样得到电压 - 1.8 )
　　 　 1001 0001_B = 91_H = 145
　　 　 表示的电压 = 145 * 0.0195V ≈ 2.83V
　　 　 表示的温度 = 40 * ( 2.83 - 1.8 ) = 41.2℃

---

二、STM32 的 ADC 资源概述：

　　STM32 拥有 1~3 个 ADC（STM32F101/102 系列只有 1 个 ADC），这些 ADC 可以独立使用，也可以使用双重模式（提高采样率）。 STM32 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有 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）。各通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。 ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。 模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。
　　
　　STM32F103 系列最少都拥有 2 个 ADC。STM32 的 ADC 最大的转换速率为 1Mhz，也就是转换时间为 1us（在 ADCCLK=14M,采样周期为 1.5 个 ADC 时钟下得到），不要让 ADC 的时钟超过 14Mhz（在 STM32CubeMX 中配置时钟树时应注意），否则将导致结果准确度下降。
　　
　　STM32 将 ADC 的组织形式划分为 2 个通道组：规则通道组和注入通道组。规则通道组 ADC 可以对一组最多 16 个通道按照指定的顺序逐个进行转换，相当于正常运行的程序；在实际应用中，可能需要中断规则组的转换，临时对某些通道进行转换，称为注入通道组，最多由 4 个通道组成，就相当于中断，在你程序正常执行的时候，打断你的执行。注入通道的转换可以打断规则通道的转换， 在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。
　　
　　A/D 转换结果有 2 种存储方式：左对齐、右对齐。

三、STM32CubeMX 中关于 ADC 的配置：

1、配置引脚复用为 ADC：

STM32F103RCT6 的 ADC1 通道 0 在 PA0 上。