day7 ADC模数转换

ADC简介

作用：采集传感器的数据，测量输入电压，检查电池电量剩余，检测温湿度等。

ADC性能指标

量程：能测量的电压范围

分辨率：ADC的分辨率通常以二进制数的位数表示，位数越多，分辨率越高，一般来说分辨率越高，转换时间越长。

转换时间：模拟输入电压允许的最大变化范围内，从转换开始到获得稳定的数字量输出所需要的时间称之为转换时间

 STM32F0 - ADC特性

• 12位精准度下转换速度可高达1MHz
• 可配置的转换精度：6位、8位、10位、12位
• 转换电压范围：0 ~ 3.6v、V SSA ~ V DDA
• 供电范围：2.4v ~ 3.6v
• 19个转换通道：16个外部通道、3个内部通道
• 采样时间可配置
• 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

STM32F0-ADC时钟

APB时钟的2或4分频，最高14MHz

优点：不会有有时钟域之间的同步带来的抖动，出发时间和转换的起始时刻之间的延迟是确定的，从而保证转换之间的时间间隔是固定的

缺点：ADC的转换时间和系统时钟频率相关，收系统频率影响较大

片上14MHz HSI RC振荡器

优点：无论MCU的运行频率是多少，都可以保证最高的ADC工作频率可以使用自动节电模式（自动开启或关闭14MHz的内部振荡器）

缺点：触发信号的同步会带来抖动，触发时间和转换的起始时刻之间的延迟不确定

 STM32F0-ADC通道的选择

19路复用通道

• 16 个从 GPIO 引脚引入的模拟输入 (ADC_IN0...ADC_IN15)
• 3 个内部模拟输入 ( 温度传感、内部参考电压、 VBAT 通道 )

     ADC 可以转换一个单一通道或自动扫描一个序列通道。被转换的通道序列必须在通道选择寄存器 ADC_CHSELR 中编程选择：每个模拟输入通道有专门的一位选择位 (CHSEL0...CHSEL18).

STM32F0-ADC转化模式

1. 单通道单次转换模式（Single Channel Single Conversion Mode）：在此模式下，ADC只转换一个通道的模拟输入，并在转换完成后停止。
2. 单通道连续转换模式（Single Channel Continuous Conversion Mode）：在此模式下，ADC连续地对一个通道的模拟输入进行转换，每次转换完成后自动开始下一次转换。
3. 多通道单次转换模式（Multi-Channel Single Conversion Mode）：在此模式下，ADC同时转换多个通道的模拟输入，但只进行一次转换，然后停止。
4. 多通道连续转换模式（Multi-Channel Continuous Conversion Mode）：在此模式下，ADC连续地对多个通道的模拟输入进行转换，每次转换完成后自动开始下一次转换。
5. 间隔模式（Discontinuous Mode）：在间隔模式下，ADC会按照预先设置的间隔进行转换。具体来说，ADC会在一次转换完成后暂停一段时间，然后再进行下一次转换。这个间隔时间可以通过配置寄存器来设置。间隔模式可以用于节省功耗，特别是在需要对多个通道进行转换时。通过设置适当的间隔时间，可以降低平均功耗，同时还可以控制采样速率

 注：ADC通知应用每次转换结束（EOC）事件、ADC通知应用每次序列转换结束（EOS）事件

这些标志位都是在ADC 中断和状态寄存(ADC_ISR)中ADC_CFGR1可配置COUNT位 。

STM32F0-ADC转化时间

可编程采样时间 (SMP)：

• T Sampling 可配置：     SMP[2:0]@ADC_SMPR 
• 需要和外部电路的输入阻抗匹配，采样时间适用于所有通道

 转化的时间

      T conversion 取决于转换精度： RES[1:0]@ADC_CFGR1

每个通道总的转换时间等于： T Sampling + T conversion

 转换时间快速预览表：

不需要高转换精度的应用，可以通过降低精确度来提高转换速度。假设ADC模块工作在14MHz的最高工作频率下

 STM32F0-ADC触发方式

软件触发 ：软件设置ADC_CR的ADSTART=1 时，触发选择有效。

外部事件触发 ：外部事件 ( 例如：定时器TRGO、输入引脚 ) 触发，可以设置触发源以及触发极性

 

 STM32F0-ADC模拟看门狗

 

检测待转换的模拟电压

•      电压超出检测范围就置位AWD@ADC_ISR，并条件性地产生中断
•      检测范围由上下门限寄存器指定、 12位的ADC_HTR和ADC_LTR有效值

模拟看门狗的使能控制

•    AWDEN@ADC_CFGR1
•       检测所有通道还是单个通道由AWDSEL@ADC_CFGR1决定
•       检测哪个单个通道由AWDCH[4:0]@ADC_CFGR1决定