STM32ADC学习笔记

一、ADC简介

ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器

ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁

12位逐次逼近型ADC（采样类型有很多，逐次逼近型虽然慢，但是占用内存小，方便）

1us转换时间（这也是有说法的）

F1系列芯片一般有18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源（但是STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道，2个内部信号源有一个是基准电压，用来校准电压，要使用内部信号源，记得引用一下相关的函数）

规则组和注入组两个转换单元（一般采用规则组，下面会讨论两者的区别）

二、ADC基本结构

ADC的框架可以在芯片手册中看到，但是简化下来其内容是差不多的。

整体的流程就是：

①最左边是输入通道，16个GPIO口外加两个内部通道

②进入AD转换器，规则组可以选择16个通道，但寄存器只有1个（能点16道菜，但是桌子只能放1道），注入组可以选择4个通道，但寄存器有4个（能点4道菜，桌子能放4道）。

③AD转换器下方的触发控制，可以选择软件触发和硬件触发，硬件触发主要来自于定时器。右边是来自于RCC的ADC时钟CLOCK，ADC逐次比较的过程就是由这个时钟推动的。

④AD数据寄存器上方可以安排一个模拟看门狗，用于监测转换结果的范围，如果超出范围，则输出中断，向NVIC申请中断。

⑤最右下角的开关控制，就是ADC_Cmd函数，用于给ADC上电

不难看出，规则组有16个通道，而注入组有4个通道，但两者对应的寄存器呢，规则组只有一个，而注入组有四个。（举个栗子：规则组去点菜，可以在菜单上写下16个菜名，但是由于桌子只能放得下一道菜，所以就算一口气做了16道菜，最后前面的15道还是会被挤掉，ps:这里可以用DMA转存其他的15道菜，下次会说。然后就是注入组去点菜，他们可以同时在菜单上写下4个菜名，而且自己的桌子也能放下4个菜）

所以我们默认使用规则组就行（注入组的优先级更高，正常使用就只设置规则组就行了。）

三、ADC与IO口的关系

两者的关系通过查看芯片的引脚定义就可以得知，由下图我们可以知道，从PA0-PA7以及PB0-PB1这十个通道都是可以作为ADC的，所以上文才说这个芯片只有十个外部输入通道，同时我们还要注意：每个IO口对应的ADC都有固定的通道，你想用哪个IO口，一定要记得开启对应的通道，开启通道的函数为ADC_RegularChannelConfig。

四、ADC工作模式

在你选择规则组，并想好用哪个IO口后，就要考虑用什么工作模式了，ADC的工作模式分为四种，分别为

1.单次转换，非扫描模式

在非扫描模式下，只能使用序列1，可以理解为本来菜单可以一次选择一排，但现在退化为选择一个，具体流程为：

①在序列1指定我们想转换的通道

②然后触发转换，对通道2进行模数转换

③转换完成后，放入数据寄存器中，同时给EOC标志位置1

④最后判断EOC的标志位，如果为1，则转换完成，我们可以从寄存器中读取结果

如果想转启用转换，就需要再将上面的流程②-④重新来一遍，所以才称之为单次转换。

2.连续转换，非扫描模式

因为是非扫描模式，所以菜单列表只有一个，但现在是连续转换，也就是转换完成后可以继续转换，不需要重新触发，也不用判断EOC的标志位，想要读取时直接从寄存器取就可以了。

3.单次转换，扫描模式

单次转换会在转换完成一次后就停下来，但现在是扫描模式，可以在菜单列表中放很多通道，他会依次进行转换，当然这样代码也会多一个参数，也就是通道数目的参数，表明自己要用几个通道，这些通道转换后会依次放到寄存器中，但由于规则组只有一个寄存器，所以最好拿DMA把数据进行转移，不然就会被依次覆盖。

4.连续转换，扫描模式

理解上面的三种后，这种也就不难理解了

五、ADC的数据对齐

ADC是12位，但数据寄存器是16位，这时就要考虑是左对齐还是右对齐，一般我们使用右对齐，读取寄存器的结果就是直接的转换结果，选择左对齐，相当于数据左移四次，每左移一次数据结果就会乘以2，移动四次，相当于乘以16，所以读取值是比实际值大的。（如果你不想要12位分别率，可以选择左对齐，只读取前八位，这样就是8位的分辨率了。）

六、ADC的校准

建议在每次上电后执行一次校准，启动校准前， ADC必须处于关电状态超过至少两个ADC时钟周期

七、AD.C文件

下面呢再说一下AD.C文件的内容，单通道应该怎么写。

#include "stm32f10x.h"// Device header
#include "stm32f10x_adc.h"
void AD_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
//开启ADC1的时钟，因为ADC1是APB2上的设备，所以用这个函数
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
//再开启一下GPIOA的时钟，
	

	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
//用来配置ADCCLK分频器的，APB2有72MHZ的时钟，设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
	

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//GPIO的结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	//GPIO的模式，选模拟输入，AIN模式下GPIO口是无效的，
防止GPIO的输入输出对模拟电压造成干扰（可以说，AIN模式就是ADC的专属模式）
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	

	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_8, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	//这是规则组配置函数，第二个参数是规则组的通道，第三个参数是规则组的序列数，也就是要放的位置，第四个参数是指定通道采样的时间，需要稳定转换，就选择大的参数
	//该函数现在的意思就是在规则组的菜单中，第一个表菜单格放通道8，
	

	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
//有独立模式和双ADC模式，一般都选择独立模式，两个ADC各干各的。
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
//选择是左对齐还是右对齐，这个在笔记上面提到了
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
//选择触发控制的触发源，None指不使用外部触发，而使用内部软件触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
//单次转换，笔记中也有提到
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
//非扫描模式
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
//其实在非扫描模式下这个数字没什么用，毕竟非扫描只有一个通道
	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
	
	//如果后续还需要中断和看门狗的话，可以在上面的代码后面继续配置。
	


	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启ADC的电源
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);//复位校准
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
//获取复位校准状态，如果复位校准还没有完成，就会一直在while的空循环中进行等待
	ADC_StartCalibration(ADC1);//开始校准
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
//获取开始校准状态，等待校准完成
}
//校准结束后，ADC就处于准备就绪的状态了，下面的函数是启动转换，获取结果



//需要知道的是，下面启动转换的流程是根据上面工作模式的选择而变化的，我们现在是单次转换非扫描模式，下面的流程分为启动、等待、读取三部分
uint16_t AD_GetValue(void)
{
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//软件触发函数
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
//EOC是规则组转换完成标志位，先判断EOC是否置1，如果置1，跳出循环，从而得知转换完成
//这个while循环等待多久是可以计算的，通道的采样周期是55.5，
转换周期为固定的12.5，加一起就是68个周期，而我们分频后是12MHz，
所以时间应该是68/12M=5.6微秒
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);//ADC获取转换值，
}