文章目录
- 1.ADC概述
- 1.1 转换模式（规则组）
- 1.2 数据对齐
- 1.3 转换时间
- 1.4 校准
- 2.代码步骤
STM32F103C8T6的12位逐次逼近型ADC的工作原理，包括转换模式、数据对齐、转换时间、校准以及程序配置流程，同时涵盖了关键的库函数和中断管理。
1.ADC概述
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ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器
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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
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12位逐次逼近型ADC，1us转换时间
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输入电压范围：0 ~ 3.3V，转换结果范围：0 ~ 4095
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18个输入通道，可测量16个外部（最大16个）和2个内部信号源
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规则组和注入组两个转换单元
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模拟看门狗自动监测输入电压范围
左侧是ADC的输入通道，包括16个GPIO口，两个内部通道。通过模拟多路开关，选择我们需要的通道。
规则组一次可最多选16个通道，但数据寄存器只有16位，故每个通道的更新数据会覆盖前一个通道的更新数据数据（需使用DMA及时搬运数据，防止数据被覆盖）。
注入组一次最多可选4个通道，数据寄存器有4*16位，可同时读取四个通道的数据。
VREF+，VREF- ADC参考电压
VDDA，VSSA ADC供电电压
ADCCLK：ADC时钟，推动ADC进行逐次比较获得数字信号，最大为14MHZ，由APB2时钟72MHZ经过ADC预分频器获得。
模拟看门狗：存有阈值高限和阈值低限。启功后，一旦数据寄存器的值在阈值范围之外，看门狗就会申请中断，执行中断函数
EOC：规则组完成信号，规则组完成转换完成后，置标志位。
JEOC：注入组完成信号，注入组完成转换完成后，置标志位。
AWD：模拟看门狗事件，转换结果高于阈值时，置标志位。
1.1 转换模式（规则组）
单次转换, 非扫描模式:
- 非扫描模式下，规则组16个可选通道中只有第一个通道有效。
- 我们可在序列一的位置转换我们想要选择的通道，触发信号发生后，ADC就会对这个通道的数据进行模数转换，完成之后EOC置一，我们可判断EOC标志位，如果转换完成我们可在数据寄存器中读取结果。
- 再次转换需要再次触发。
连续转换, 非扫描模式:
- 与上一个模式相比，该模式会立刻进行下一次转换，不需每次转换前都发生一次触发信号，只在第一次发生触发信号即可，也不用判断是否结束，直接读取即可。
单次转换, 扫描模式:
- 与第一个相比，我们一次可选择多个通道（需指定一共的通道数），扫描各个通道，进行模数转换，但下一个数据会覆盖上一个数据。
多次转换, 扫描模式:
- 与上一个模式相比，该模式会立刻进行下一次转换，不需每次转换前都发生一次触发信号，只在第一次发生触发信号即可，也不用判断是否结束，直接读取即可。
1.2 数据对齐
数据寄存器是16位的，但ADC数模转换器的12位的，这会造成左右对齐不同时，数据不同。
右对齐：高四位为0，为真实值。（常用）
左对齐：第四位为0，可降低分辨率（使用时，只取出高八位）。
1.3 转换时间
AD: 采样, 保持, 量化, 编码
Tconv = 采样时间 + 12.5ADC 周期
量化和编码是进行比较的时间, 采样和保持时间是如果电压不断的变化, 那么会造成数据的丢失。
故我们在转换过程中，使用电容和开关，存储这段电压，当转换完成时，再输出这段电压（这段过程产生了采样时间）。
采样时间越大，越能避免一些毛刺信号的干扰。
1.4 校准
2.代码步骤
第一步：开启RCC时钟，GPIO，ADC；ADCCLK分频器配置。
/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);/*配置ADCCLK预分频系数*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
第二部：配置GPIO为模拟输入。
/*配置GPIO*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//配置位模拟输入模式GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
第三步：配置多路开关，选择通道进入ADC中。
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1, 0, ADC_SampleTime_55Cycles5);//规则组序列1的位置，配置为通道0//多通道配置时，此函数可在ADC_Init()中省略，在取值函数中每次重新配置序列数，以读取不同通道的值。（我们仍然使用的是单次，非扫描模式来实现的ADC多通道读取模拟值。）
第四步：配置ADC转化器，结构体配置。
/*配置ADC转化器*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//独立模式ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right ;//右对齐模式ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//软件触发ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//非连续模式ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//非扫描模式ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);
第五步：开关控制，开始ADC；进行校准。
/*开启ADC*/ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);/*ADC校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)==SET);//等待是否校准完成ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
取值函数:
/*单通道取值*/
uint16_t AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //软件触发AD转换一次（对应上文的单词，非连续模式，每次取值前软件重新触发）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
}/*多通道取值*/
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); //在每次转换前，根据函数形参灵活更改规则组的通道1ADC_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
}
//上文ADC初始化，是单通道的初始化；多通道配置多通道取值函数，再使能几个引脚即可。