STM32 ADC的使用

本例程测量的是PB0口的电压
1、配置ADC使用的GPIO口

void ADC_GPIO_Config()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输出PB0
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}

2、配置ADC1

void ADC1_Config()
{
	//使用ADC1时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
	
	//ADC1模式配置
	ADC1_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
	ADC1_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
	ADC1_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//配置TIM2_CC2为触发源
	ADC1_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC1_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
	ADC1_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
	ADC_Init(ADC1,&ADC1_InitStructure);
	
	//配置ADC转换时钟
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div2);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_8,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	
	//使能ADC的DMA模块
	ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
	
	/* 复位校准寄存器 */
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	/* 等待校准寄存器复位完成 */
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
	//开始ADC1的校准
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	//等待ADC1校准完成
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
	//使用外部触发模式使能
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
}

ADC模式配置说明：
1）ADC_Mode ：STM32 具有多个ADC，而不同的ADC又是共同通道的，当两个ADC采集同一个通道的先后顺序、时间间隔不同时，就演变出各种各样的模式，如同步注入模式、通不规则模式等10种模式，应选择适当的模式应适应数据采集的要求。
2）ADC_ScanConvMode ：当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按照一定顺序对各个通道进行扫描转换，即轮流采集各个通道的值。若采集多个通道，必须开启此模式。
3）ADC_ContinuousConvMode ：连续转换模式。此模式与单次转换模式相反，单次转换模式只采集以此ADC数据就停止转换了，而连续采集模式则是在上一次ADC转换完成之后，立即开启下一次的转换。
4）ADC_ExternalTrigConv ：ADC需要在收到外部触发信号之后才能开始转换，如外部中断信号、定时器触发，这两个信号为外部触发信号。，如果不能使用外部触发信号，可以使用外部软件触发（ADC_ExternalTrigConv_None）。
5）ADC_DataAlign ：ADC数据对齐方式，ADC转换之后的数值被保存在数据寄存器之中（ADC_DR的0_15或者1632位当中）
左对齐 —> ADC转换数值的最高位与存储区的最高位相对齐，即D12对Bit15
右对齐 —> ADC转换数值的最低位与存储区的最低位相对其，即D0对Bit0
6）ADC_NbrOfChannel ：保存进行ADC数据转换的通道数。可以为1~16个

ADC时钟配置说明：
1）ADC时钟有上限，即不能超过14MHz；
使用RCC_ADCCLKConfig(分频值)进行配置
分频值为：

分频值	数值
RCC_PCLK2_Div2	ADC_clock = PCLK2/2
RCC_PCLK2_Div4	ADC_clock = PCLK2/4
RCC_PCLK2_Div6	ADC_clock = PCLK2/6
RCC_PCLK2_Div8	ADC_clock = PCLK2/8

当PCLK2为72MHz时，考虑到ADC_Clk需要低于14MHz，所以分频值应该为RCC_PCLK2_Div6
2）ADC_RegularChannelConfig()。ADC转换速率不只与时钟有关系，还与采样周期相关。每个ADC通道都可以使用不同的采样周期

函数参数说明：

• Rank：针对多通道采集而言的，比如对于1、4、7通道而言，如果他们的Rank值被分别配置为3、2、1，那么扫描顺序就是先7，后4，最后是1
• ADC-SampleTime：用于配置本通道的采样周期，最短可配置为1.5个采样周期。这里的周期指的是ADC_CLK的时钟周期。

STM32ADC采样时间计算公式：TCONV = 采样周期 + 12.5个ADC时钟周期
其中采样周期就是指ADC_RegularChannelConfig（）所配置的周期。
所以，本案例的ADC转换时间为TCONV = （55.5+12.5）*1/12 ~= 5.67us

ADC的自校准：
在开始ADC转换之前，需要启动ADC自校准。ADC有一个内部自校准模式，校准可大幅减少因内部电容器组的变化而造成的精准度误差。在校准期间，在每个电容器上都会计算出一个修正误码（数字值），这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差。

3、电压数值量化
case1：对于64PIN以下的STM32系列，其VREF与VDDA内部相连接，所以参考电压为3.3V。
此时，电压量化计算公式应该是：
SendBuff1 = SendBuff*3.3/4096;//参考电压

case2：对于100PIN以及以上的STM32系列而言，其单独引出VREF，可以使用外部基准IC作为参考电压，例如使用2.5V的基准IC，
此时，电压应该为：
SendBuff1 = SendBuff2.5/4096;//参考电压

case3：使用STM32内部参考电压，先读取该值，在比较计算
adc电压计算 Vread =（Adc(readx)/4096(根据ADC位数不同，此处值不同)） Vref。读取通道17，因为是个定值，所以可以计算出Vref = 1.24096/Adc(read17)); 任意通道的电压值 Vread = (Adc(readx)/4096)(1.24096/adc(read17))) = 1.2Adc(readx)/Adc(read17)

参考文献：
【1】STM32 ADC的基本原理、寄存器（超基础、详细版）
【2】STM32 ADC转换时间