stm32模数转换程序设计c语言,STM32 ADC模数转换简介

ADC简介

stm32f103最少有2个AD模数转换器，每个ADC都有18个通道，可以测量16个外部和2个内部模拟量。最大转换频率为1Mhz，也就是转换时间

为1us(在 ADCCLK =

14Mhz,采样周期为1.5个时钟周期时)。最大时钟超过14Mhz，将导致ADC转换准确度降低。stm32的ADC是12位精度的。

stm32的ADC转换有两种通道，规则通道和注入通道，注入通道可以抢占式地打断规则通道的采样，执行注入通道采样后，再执行之前的规则通道采样，和中断类似。本例只使用规则通道实现独立模式的中断采样，这里不再赘述两种通道区别。

stm32的ADC可以由外部事件触发(例如定时器捕获，EXTI线)和软件触发(即在配置相关寄存器时，直接开启采样)。

STM32 的ADC在单次转换模式下，只执行一次转换，该模式可以通过ADC_CR2 寄存器的ADON

位(只适用于规则通道)启动，也可以通过外部触发启动(适用于规则通道和注入通道)，这是CONT 位为0 。

以规则通道为例，一旦所选择的通道转换完成，转换结果将被存在ADC_DR 寄存器，EOC (转换结束)标志将被置位，如果设置了EOCIE

，则会产生中断。然后ADC将停止，直到下次启动。

寄存器简介

ADC控制寄存器(ADC_CR1和ADC_CR2)

ADC_CR1的SCAN

位，该位用于设置扫描模式，由软件设置和清除，如果设置为1

，则使用扫描模式，如果为 0，则关闭扫描模式。在扫描模式下，由

ADC_SQRx或ADC_JSQRx寄存器选中的通道被转换。如果设置了 EOCIE

或JEOCIE，只在最后一个通道转换完毕后才会产生EOC 或JEOC 中断。

ADC_CR1[19:16]用于设置 ADC的操作模式

ADC_CR2

ADCON 位用于开关AD转换器。而CONT

位用于设置是否进行连续转换，我们使用单次转换，所以CONT

位必须为0。CAL 和RSTCAL

用于AD校准。ALIGN用于设置数据对齐，我们使用右对齐，该位设置为0

。

EXTSEL[2:0]用于选择启动规则转换组转换的外部事件，详细的设置关系如下：

这里使用的是软件触发(SWSTART )，所以设置这3 个位为111 。ADC_CR2 的SWSTART

位用于开始规则通道的转换，我们每次转换(单次转换模式下)都需要向该位写 1 。AWDEN 为用于使能温度传感器和Vrefint

。

ADC采样事件寄存器(ADC_SMPR1 和ADC_SMPR2 )

这两个寄存器用于设置通道0~17的采样时间，每个通道占用 3 个位。

ADC_SMPR2 的各位描述如下

对于每个要转换的通道，采样时间建议尽量长一点，以获得较高的准确度，但是这样会降低ADC的转换速率。ADC的转换时间可以由下式计算：

Tcovn= 采样时间+12.5

个周期

其中：Tcovn 为总转换时间，采样时间是根据每个通道的SMP位的设置来决定的。例如，当ADCCLK=14Mhz 的时候，并设置

1.5个周期的采样时间，则得到:Tcovn=1.5+12.5=14 个周期=1us 。

ADC规则序列寄存器(ADC_SQR1~3)

L[3：0] 用于存储规则序列的长度，我们这里只用了 1 个，所以设置这几个位的值为 0 。其他的SQ13~16

则存储了规则序列中第13~16

个通道的编号(0~17)。另外两个规则序列寄存器同ADC_SQR1大同小异，我们这里就不再介绍了，要说明一点的是：我们选择的是单次转换，所以只有一个通道在规则序列里面，这个序列就是SQ0

，通过ADC_SQR3的最低5 位设置。

ADC规则数据寄存器(ADC_DR)

这里要提醒一点的是，该寄存器的数据可以通过ADC_CR2

的ALIGN位设置左对齐还是右对齐。在读取数据的时候要注意。

ADC状态寄存器(ADC_SR )

这里我们要用到的是EOC 位，我们通过判断该位来决定是否此次规则通道的AD转换已经完成，如果完成我们就从ADC_DR

中读取转换结果，否则等待转换完成。

寄存器操作步骤

1 、开启PA口时钟，设置PA0 为模拟输入。

STM32F103RBT6的ADC通道0 在PA 0 上，所以，我们先要使能 PORTA的时钟，然后设置PA 0

为模拟输入。

2 、使能ADC1 时钟，并设置分频因子。

要使用ADC1，第一步就是要使能 ADC1 的时钟，在使能完时钟之后，进行一次 ADC1

的复位。接着我们就可以通过RCC_CFGR设置ADC1 的分频因子。分频因子要确保 ADC1 的时钟(ADCCLK)不要超过14Mhz

。

3 、设置ADC1 的工作模式。

在设置完分频因子之后，我们就可以开始 ADC1

的模式配置了，设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式等都在这一步实现。

4 、设置ADC1 规则序列的相关信息。

接下来我们要设置规则序列的相关信息，我们这里只有一个通道，并且是单次转换的，所以设置规则序列中通道数为1 ，然后设置通道 0

的采样周期。

5 、开启AD转换器，并校准。

在设置完了以上信息后，我们就开启AD转换器，执行复位校准和AD校准，注意这两步是必须的！不校准将导致结果很不准确。

6 )读取ADC值。

在上面的校准完成之后，ADC就算准备好了。接下来我们要做的就是设置规则序列 0

里面的通道，然后启动ADC转换。在转换结束后，读取ADC1_DR 里面的值就是了。

硬件设置：我们通过ADC1 的通道0 (PA 0 )来读取外部电压值。

注意：这里不能接到板上5V电源上去测试，这可能会烧坏

ADC!

程序设计

ADC采样得到的只是一个相对值，将

转换值/4096*参考电压 即可得到采样电压 这里的4096是因为stm32的adc为12位精度，表示参考电压时即为

2^12=4096

MAIN.C

#include

#include "sys.h"

#include "usart.h"

#include "delay.h"

#include "led.h"

#include "key.h"

#include "exti.h"

#include "wdg.h"

#include "timer.h"

#include "lcd.h"

#include "rtc.h"

#include "wkup.h"

#include "adc.h"

//ADC 实验

int main(void)

{

u16 adcx;

float temp;

Stm32_Clock_Init(9);//系统时钟设置

delay_init(72); //延时初始化

uart_init(72,9600); //串口1初始化

led_init();

LCD_Init();

Adc_Init();

POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色

LCD_ShowString(60,110,"ADC TEST");

//显示提示信息

POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色

LCD_ShowString(60,130,"ADC_CH0_VAL:");

LCD_ShowString(60,150,"ADC_CH0_VOL:0.000V");

while(1)

{

adcx=Get_Adc(ADC_CH0);

LCD_ShowNum(156,130,adcx,4,16);//显示ADC的值

temp=(float)adcx*(3.3/4096);

adcx=temp;

LCD_ShowNum(156,150,adcx,1,16);//显示电压值

temp-=adcx;

temp*=1000;

LCD_ShowNum(172,150,temp,3,16);

LED0=!LED0;

delay_ms(250);

}

}

ADC.C

#include

#include "adc.h"

//ADC 驱动代码

//初始化ADC

//这里我们仅以规则通道为例

//我们默认将开启通道0~3

void Adc_Init(void)

{

//先初始化IO口

RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA口时钟

GPIOA->CRL&=0XFFFF0000;//PA0 1 2 3 anolog输入

//通道10/11设置

RCC->APB2ENR|=1<<9; //ADC1时钟使能

RCC->APB2RSTR|=1<<9; //ADC1复位

RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//复位结束

RCC->CFGR&=~(3<<14); //分频因子清零

//SYSCLK/DIV2=12M

ADC时钟设置为12M,ADC最大时钟不能超过14M!

//否则将导致ADC准确度下降!

RCC->CFGR|=2<<14;

ADC1->CR1&=0XF0FFFF; //工作模式清零

ADC1->CR1|=0<<16; //独立工作模式

ADC1->CR1&=~(1<<8); //非扫描模式

ADC1->CR2&=~(1<<1); //单次转换模式

ADC1->CR2&=~(7<<17);

ADC1->CR2|=7<<17; //软件控制转换

ADC1->CR2|=1<<20; //使用用外部触发(SWSTART)!!!

必须使用一个事件来触发

ADC1->CR2&=~(1<<11); //右对齐

ADC1->SQR1&=~(0XF<<20);

ADC1->SQR1&=0<<20; //1个转换在规则序列中

也就是只转换规则序列1

//设置通道0~3的采样时间

ADC1->SMPR2&=0XFFFFF000;//通道0,1,2,3采样时间清空

ADC1->SMPR2|=7<<9; //通道3

239.5周期,提高采样时间可以提高精确度

ADC1->SMPR2|=7<<6; //通道2

239.5周期,提高采样时间可以提高精确度

ADC1->SMPR2|=7<<3; //通道1

239.5周期,提高采样时间可以提高精确度

ADC1->SMPR2|=7<<0; //通道0

239.5周期,提高采样时间可以提高精确度

ADC1->CR2|=1<<0; //开启AD转换器

ADC1->CR2|=1<<3; //使能复位校准

while(ADC1->CR2&1<<3); //等待校准结束

//该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。

ADC1->CR2|=1<<2; //开启AD校准

while(ADC1->CR2&1<<2); //等待校准结束

//该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除

}

//获得ADC值

//ch:通道值 0~3

u16 Get_Adc(u8

ch)

{

//设置转换序列

ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;//规则序列1 通道ch

ADC1->SQR3|=ch;

ADC1->CR2|=1<<22; //启动规则转换通道

while(!(ADC1->SR&1<<1));//等待转换结束

return ADC1->DR; //返回adc值

}

ADC.H

#ifndef __ADC_H

#define __ADC_H

#define ADC_CH0 0 //通道0

#define ADC_CH1 1 //通道1

#define ADC_CH2 2 //通道2

#define ADC_CH3 3 //通道3

void Adc_Init(void);

u16 Get_Adc(u8

ch);

#endif