【嵌入式学习-STM32F103-ADC】

ADC目录

  • 1 ADC简介
  • 2 ==ADC基本结构图(江科大总结)==
  • 3 细节
    • 3-1 输入通道
    • 3-2 转换模式
    • 3-3 触发控制
    • 3-4 数据对齐
    • 3-5 转换时间
  • 4 ADC单通道代码
    • 接线图
    • 实验效果
    • 4-1 步骤(按着ADC基本结构)
      • 步骤(从左到右)
    • 4-2 代码(带注释)
      • 4-2-1 AD.c
      • 4-2-2 AD.h
      • 4-2-3 main.c
  • 5 ADC多通道
    • 接线图
    • 实验效果
    • 5-1 代码(带注释)
      • 5-1-1 AD.c
      • 5-1-2 AD.h
      • 5-1-3 main.c
  • 补充
    • 重要库函数
    • 硬件知识
    • 如果将控制端C置0,则Q会一直保持上一个结果。无论此时数据输入什么,Q的值都不会再发生改变。 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/d1e40d16428e4473a7951732e06bd89e.png#pic_center) ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/75ff80332ac644b39322a9e1b8a4afeb.png) ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/5be7eca98fa543b4aa24e296692c7269.png) 并联型AD转换 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/b4a3ded1db9d4b2f9ac32260065b9c53.png) ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/3ed6d337f3f54c5cbb08cb3da5731157.png)
    • 重要
    • ADC独立模式单通道转换程序(中断方式)
      • 代码
        • adc.c
        • adc.h
        • main.c
    • ADC的应用——模拟看门狗的应用举例
      • 代码
        • adc.c
        • adc.h

1 ADC简介

ADC的作用ADC就是一个电压表,把引脚的电压值测出来,放在一个变量里
DAC的作用信号发生器、音频解码芯片

ADC的两个关键参数:
1、分辨率,一般用多少位来表示,12位AD值,它的表示范围就是0~2^12-1,就是量化结果的范围是0-4095,位数越高,量化结果就越精细,对应分辨率就越高。

2、转换时间,就是转换频率。AD转换需要花一小段时间,这里1us表示从AD转换开始,到产生结果,需要花1us时间,对应AD转换的频率就是1MHZ。

电压(0~3.3V) 经过ADC转换为0~4095
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第1张图片
18个输入通道,可测量16个外部和2个内部信号源。外部信号源就是16个GPIO口,在引脚上直接接模拟信号,不需要任何额外的电路,引脚就直接能测电压。2个内部信号源就是内部温度传感器和内部参考电压。温度传感器可以测量CPU温度,如电脑显示CPU温度,就可以用ADC读取这个温度传感器来测量。内部参考电压是一个1.2V左右的基准电压,这个基准电压是不随外部供电电压变化而变化的。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第2张图片

模拟多路开关:可以指定我们想要选择的通道,右边是多路开关的输出,进入到模数转换器,模数转换器就是执行逐次比较的过程,转换结果会直接放在这个数据寄存器里。我们读取寄存器就可以知道ADC转换的结果。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第3张图片

对于普通的ADC,多路开关一般只选择一个,就是选中某个通道,开始转换,等待转换完成,取出结果。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第4张图片
但是这里比较高级,它可以同时选中多个,而且在转换的时候,还分成了两个组,规则通道和注入通道。其中规则组一次性最多选中16个通道,注入组最多可选中4个通道。

作用:普通ADC,你指定一个菜,老板给你做,然后做好了送给你。
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第5张图片

作用:这里就是指定一个菜单,这个菜单最多可以填16个菜,你直接递菜单给老板,然后老板按照菜单的顺序依次做好,一次性给你端上来。提高效率。对于这种菜单,一种是规则组菜单,它可以同时上16个菜,但是规则组只有一个数据寄存器,就是桌子比较小,最多只能放一个菜,如果上16个菜,那前15个菜就会被挤掉,所以对于规则组转换,最好配合DMA来实现。规则组可以同时转换16个通道,但是数据寄存器只能存一个结果,如果不想之前的结果被覆盖,那在转换完成之后,就要尽快把结果拿走。另一种是注入组菜单,注入组相当于餐厅的VIP,在这个座位上一次最多点4个菜,并且这里诸如通道数据寄存器有四个,是可以同时上4个菜。对于注入组而言,不用担心数据覆盖的问题。一般情况下,使用规则组即可。如果要使用规则组的菜单,那就要配合DMA转运数据,就不用担心数据覆盖的问题。
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第6张图片
触发源:对于STM32的ADC,触发ADC开始转换的信号有两种,一种是软件触发,就是在程序中手动调用一条代码,就可以启动转换,另一种是硬件触发,就是注入组触发源和规则组触发源,这些触发源主要来自定时器,有定时器各个通道和TRGO定时器主模式的输出。

因为ADC经常需要过一个固定时间段转换一次,比如每隔1ms转换一次,正常思路,用定时器每隔1ms申请一次中断,在中断里手动开启一次转换。(频繁进入中断对程序有影响)对于需要频繁进入中断,并且在中断里只完成了简单工作的情况,一般有硬件支持。

正确做法:比如这里可以给TIM3定个1ms的时间,并且把TIM3的更新事件选择为TRGO输出,然后在ADC这里,选择开始触发信号为TIM3的TRGO,这样TIM3的更新事件就能通过硬件自动触发ADC转换了。整个过程不需要进中断,节省了中断资源。这就是定时器触发的作用

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第7张图片

上面两个是ADC的参考电压,决定了ADC输入电压的范围,下面两个是ADC的供电引脚,一般情况下VRER+要接VDDA,VREF-要接VSSA。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第8张图片

ADCCLK是ADC的时钟,也就是这里的CCLLOCK,是用于驱动内部逐次比较的时钟。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第9张图片
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第10张图片
ADC预分频器来源于RCC,一般ADC预分频器选择6分频,结果是12M和8分频结果是9M
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【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第12张图片

两个数据寄存器,用于存放转换结果的。
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模拟看门狗,高于某个阈值或低于某个阈值的判断就可以用模拟看门狗来自动执行。(产生中断)
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EOC是规则组的完成信号,JEOC是注入组完成的信号。这两个信号会在状态寄存器里置一个标志位。我们读取该标志位,就能知道是不是转换结束了。同时这两个标志位可以去到NVIC申请中断。如果开启了NVIC对应的通道,它们就会触发中断。

(8位逐次逼近型ADC)
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第15张图片

2 ADC基本结构图(江科大总结)

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第16张图片
左边是输入通道,16个GPIO口,外加两个内部通道,然后进入AD转换器,AD转换器里面有两个组,一个是规则组,一个是注入组,规则组最多可以选中16个通道,注入组最多可以选择4个通道,转换的结果可以存放在AD数据寄存器里面,其中规则组只有1个数据寄存器,注入组有4个,然后下面有触发控制,提供了开始转换这个START信号,触发控制可以选择软件触发和硬件触发,硬件触发可以来自于定时器,当然可以选择外部中断的引脚,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。上面可以布置一个模拟看门狗用于检测转换结果的范围。如果超出设定的阈值,就通过中断输出控制,向NVIC申请中断。另外,规则组和注入组转换完成后会有个EOC信号。它可以置一个标志位,当然可以通向NVIC。最后右下角有一个开关控制,在库函数中就是ADC_Cmd函数,用于给ADC上电。

3 细节

3-1 输入通道

16个通道对应哪些GPIO口呢?
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第17张图片
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第18张图片

3-2 转换模式

单次转换还是连续转换,扫描模式还是非扫描模式

单次转换,扫描模式:单次转换,每触发一次,转换结束后就停下来。下次转换就得再触发才能开始。扫描模式,他就会用到菜单列表,你可以在菜单点菜,比如第一个菜是通道2,第二个菜是通道5等,每个位置是通道几可以任意指定,并且可以重复,初始化结构体里面还有参数为通道数目,因为这16个位置可以不用完,只用前几个。如果指定7,他就只看前7个位置,然后每次触发之后,他就一次对这前7个位置进行AD转换。转换结果都放在数据寄存器里,这里为了防止数据被覆盖,就需要用到DMA及时将数据挪走。7个通道转换完成之后,产生EOC信号,转换结束。然后触发下一次,就又开始新一轮转换。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第19张图片

3-3 触发控制

可通过设置EXTSEL寄存器来选择哪个触发信号
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第20张图片

3-4 数据对齐

ADC是12位的,它的转换结果就是一个12位的数据,但是这个数据寄存器是16位的,所以就存在一个数据对齐的问题。

数据右对齐(一般用这个),12位数据往右靠,高位多出来的几位就补0

数据左对齐,12位数据往做靠,低位多出来的几位补0。二进制,数据左移一次,就等效于把这个数据乘2.因此直接读取数居左对齐的数据会比实际值大16倍。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第21张图片

3-5 转换时间

AD转换是需要一段时间的,就像厨子做菜,是需要等一会儿才能上菜。

采样保持:AD转换(量化编码),是需要一小段时间的,如果在这一小段时间里,输入电压还在不断变化,那就无法定位输入电压实在哪里。因此,在量化编码前需要设置一个采样开关,先打开采样开关,收集一下外部的电压,比如用一个小容量电容存储这个电压,存储好后,断开采样开关,再进行后面的AD转换。在量化编码的期间,电压始终保持不变。这样才能精确地定位未知电压的位置。

采样时间:采样保持的过程,需要闭合采样开关,过一段时间再断开。(采样时间短,速度快,采样时间长,避免毛刺干扰)

量化编码:ADC逐次比较的过程
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第22张图片

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第23张图片

4 ADC单通道代码

接线图

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第24张图片

实验效果

4-1 步骤(按着ADC基本结构)

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第25张图片

步骤(从左到右)

第一步,开启RCC时钟,包括ADC和GPIO的时钟,需要配置ADCCLK的分频器

第二步,配置GPIO,把需要用的GPIO配置成模拟输入的模式

第三步,配置这里的多路开关,把左边的通道接入到右边的规则组列表里(把各个通道的菜列在菜单里)

第四步,配置ADC转换器,用库函数里面的一个结构体配置即可

第五步,开关控制,调用ADC_Cmd函数,开启ADC

此时,ADC即可开启工作。

当ADC开始工作时,如果想要软件触发转换,有函数可以触发,如果想读取转换的结果(AD数据寄存器的值),那有函数可以读取结果。

如何才能知道转换是否结束呢?

//获取标志位状态,参数给EOC的标志位,判断EOC是不是置1,如果转换结束,EOC标志位置1
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG)
{
  FlagStatus bitstatus = RESET;
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_ADC_ALL_PERIPH(ADCx));
  assert_param(IS_ADC_GET_FLAG(ADC_FLAG));
  /* Check the status of the specified ADC flag */
  if ((ADCx->SR & ADC_FLAG) != (uint8_t)RESET)
  {
    /* ADC_FLAG is set */
    bitstatus = SET;
  }
  else
  {
    /* ADC_FLAG is reset */
    bitstatus = RESET;
  }
  /* Return the ADC_FLAG status */
  return  bitstatus;
}

ADC_规则组通道配置

//作用是序列的每个位置填写指定的通道,就是填写点菜菜单的过程
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第26张图片
获取AD转换的数据寄存器,读取转换结果就要使用uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);

ADC_获取双模式转换值-双ADC模式读取转换结果的函数uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);

FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);  //获取标志位状态
void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);  //清除标志位
ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);  //获取中断状态
void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);  //清除中断挂起位

启动转换,获取结果

//函数返回结果是uint16_t,无符号16位整型
//启动转换,获取结果
uint16_t AD_GetValue(void)
{//首先软件触发转换
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
	//等待转换完成,等待EOC标志位置1
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
	//最后读取ADC数据寄存器
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第27张图片
转换时间
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第28张图片

4-2 代码(带注释)

4-2-1 AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void AD_Init(void)
{
	//开启ADC1时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	//开启GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	//该函数用来配置ADCCLK分频器的,他可以对APB2的72Mhz时钟选择2、4、6、8分频,输入到ADCCLK
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	//PA0被初始化成模拟输入的引脚
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	//模拟输入模式,在AIN模式下,GPIO口是无效的,断开GPIO,防止GPIO口的输入输出对模拟电压造成干扰
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	//选择规则组的输入通道,由于目前只有PA0一个通道,使用的是非扫描模式,所以指定的通道放在第一个序列1的位置
	//即在规则组菜单列表的第一个位置写入通道零,
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	//如果想继续填充菜单,可复制后更改序列和通道即可
	//ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	
	//用结构体初始化ADC
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  // 独立模式
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  // 不使用外部触发,也就是使用内部软件触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //单次转换还是连续转换,这里选择单次转换
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  //扫描或非扫描,这里选择非扫描模式
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;  //通道数目
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
	//开启ADC电源
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
	//对ADC进行校准
	ADC_ResetCalibration(ADC1);  //复位校准
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //等待复位校准完成(0位复位校准完成,1为初始化复位校准)
	ADC_StartCalibration(ADC1);  //开始校准
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //等待校准完成
	/*至此,ADC初始化已经完成,ADC处于准备就绪的状态*/
}
//函数返回结果是uint16_t,无符号16位整型
//启动转换,获取结果
uint16_t AD_GetValue(void)
{//首先软件触发转换
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
	//转换需要一段时间,等待转换完成,等待EOC标志位置1
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);  //大概等待5.6us
	//最后读取ADC数据寄存器,读取完ADC_DR时,可自动清除EOC标志位,无需手动清除标志位 
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

4-2-2 AD.h

#ifndef __AD_H
#define __AD_H

void AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(void);

#endif

4-2-3 main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

uint16_t ADValue;
float Voltage;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "ADValue:");
	OLED_ShowString(2, 1, "Volatge:0.00V");
	
	while (1)
	{//AD_GetValue();该函数启动,等待,读取一气呵成,返回值为转换结果
		ADValue = AD_GetValue();
		//将0~4095的范围变换到0~3.3
		Voltage = (float)ADValue / 4095 * 3.3;//ADValue/4095会舍弃小数,因此强转ADValue为float
		 
		OLED_ShowNum(1, 9, ADValue, 4);
		OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1);
		OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2);  //由于浮点数不能取余,需要括起来,并强制类型转换,再对100取余
		
		Delay_ms(100);  //让他刷新慢些
	}
}

5 ADC多通道

接线图

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第29张图片

实验效果

光敏传感器、热敏传感器、反射式红外传感器
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第30张图片

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第31张图片

利用上述列表,把4个通道都填进去,然后触发转换,这样就实现多通道。(但是可能存在数据覆盖的问题)如果想要用扫描模式实现多通道,最后配合DMA来实现。

我们一个通道转换完成之后,手动把数据转换出来就行了,为啥要用DMA来转运呢

第一个问题:在扫描模式下,启动列表后,它里面每一个单独的通道转换完成之后,不会产生任何的标志位,也不会触发中断,不知道某一个通道是否转换完成。它只有在整个列表都转换完成之后,才会产生一次EOC标志位,才会触发中断。此时前面数据已经覆盖丢失了

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第32张图片
那用什么方法实现多通道呢,答案是->单次转换,非扫描模式

第一次转换,先写入通道0,之后触发、等待、读值,

第二次转换,再把通道0改成通道1,之后触发、等待、读值等等

5-1 代码(带注释)

5-1-1 AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void AD_Init(void)
{
	//开启ADC1时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	//开启GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	//该函数用来配置ADCCLK分频器的,他可以对APB2的72Mhz时钟选择2、4、6、8分频,输入到ADCCLK
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	//PA0被初始化成模拟输入的引脚
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	//模拟输入模式,在AIN模式下,GPIO口是无效的,断开GPIO,防止GPIO口的输入输出对模拟电压造成干扰
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	//用结构体初始化ADC
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  // 独立模式
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  // 不使用外部触发,也就是使用内部软件触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //单次转换还是连续转换
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  //扫描或非扫描
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;  //通道数目
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
	//开启ADC电源
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
	//对ADC进行校准
	ADC_ResetCalibration(ADC1);  //复位校准
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //等待复位校准完成(0位复位校准完成,1为初始化复位校准)
	ADC_StartCalibration(ADC1);  //开始校准
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //等待校准完成
	/*至此,ADC初始化已经完成,ADC处于准备就绪的状态*/
}
//函数返回结果是uint16_t,无符号16位整型
//启动转换,获取结果
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{
	//有选择哪个通道进行转换
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	//首先软件触发转换
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
	//转换需要一段时间,等待转换完成,等待EOC标志位置1
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);  //大概等待5.6us
	//最后读取ADC数据寄存器,读取完ADC_DR时,可自动清除EOC标志位,无需手动清除标志位 
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

5-1-2 AD.h

#ifndef __AD_H
#define __AD_H

void AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel);

#endif

5-1-3 main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"
//定义变量
uint16_t AD0,AD1,AD2,AD3;
float Voltage;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "AD0:");
	OLED_ShowString(2, 1, "AD1:");
	OLED_ShowString(3, 1, "AD2:");
	OLED_ShowString(4, 1, "AD3:");

	//单次转换,非扫描
	while (1)
	{
		//依次启动4次转换,在转换之前指定转换通道,每次转换完成之后,把结果分别存在4个数据里
		AD0 = AD_GetValue(ADC_Channel_0);  //返回值为通道0的转换数据
		AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1);  //返回值为通道1的转换数据
		AD2 = AD_GetValue(ADC_Channel_2);  //返回值为通道2的转换数据
		AD3 = AD_GetValue(ADC_Channel_3);  //返回值为通道3的转换数据
		//显示结果
		OLED_ShowNum(1,5,AD0,4);
		OLED_ShowNum(2,5,AD1,4);
		OLED_ShowNum(3,5,AD2,4);
		OLED_ShowNum(4,5,AD3,4);
		
		Delay_ms(100);  //让他刷新慢些
	}
}

补充

重要库函数

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第33张图片

硬件知识

模拟信号是连续的,比如电压、温度、长度
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第34张图片
电压表的作用就是将模拟信号转化为数字信号。
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第35张图片
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第36张图片
比如测量某一处的电压,它的转化主要靠的是ADC的芯片。

【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第37张图片
电压比较器的工作原理

Vr是参考电压,Vin是我们要测量的电压,如果Vin>Vr,则比较器输出的是1,否则是0.
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第38张图片
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第39张图片
D型触发器–>D型锁存器

D是数据输入端,C是控制端,Q和Q非是他的输出。

当控制端输入1,我们给D输入什么,Q就会输出什么。

如果将控制端C置0,则Q会一直保持上一个结果。无论此时数据输入什么,Q的值都不会再发生改变。
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第40张图片
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第41张图片
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第42张图片
并联型AD转换
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第43张图片
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第44张图片

重要

1、选择通道
2、触发信号来启动转换(转换结果储存在某个特殊寄存器里面)
3、转换结束的信号(EOC-查询、中断、延时)
选择通道->启动转换->等待转换结束->读取转换结果->取出结果处理(判断比较滤波等)

参照VREF+和VREF-两个电平来转换的,因此这两个电平需要保持稳定。

触发方式(外部触发-硬件触发(外部引脚或这定时器) 和 内部触发-软件触发)

扫描模式针对多通道
非扫描模式针对单通道

查看帮助文档的方式:
【嵌入式学习-STM32F103-ADC】_第45张图片

ADC独立模式单通道转换程序(中断方式)

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代码

adc.c
//#include "adc.h"
#include "stm32f10x.h"

uint16_t ad_result;//全局变量

void adc_Init(void)
{
	//时钟
	//使能GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	//使能ADC1时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
		/*ADCCLK / 6 < 14M*/
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	//配置ADC中断,本例程中断分组没有设置,采用默认的分组
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  /* Configure and enable ADC interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC1_2_IRQn;  //ADC1和ADC2共用一个中断向量号
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

	
	//配置GPIO
	//ADC1 通道1 PA1 配置成模拟输入模式 硬件决定
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	
	  /* ADC1 regular channels configuration */ 
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_28Cycles5); 
	
	//配置ADC
  ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  //独立模式
  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;       //单通道非扫描
  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;  //连续转换则使能
  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  //软件触发,无外部触发
  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //数据右对齐
  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   //对应1个通道需要转换
  ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    //采样周期为 28.5个周期
	
/* Enable ADC1 EOC interrupt */
  ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE);
//开启ADC电源
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
	
	//校准
	 /* Enable ADC1 reset calibration register */   
  ADC_ResetCalibration(ADC1);
  /* Check the end of ADC1 reset calibration register */
  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

  /* Start ADC1 calibration */
  ADC_StartCalibration(ADC1);
  /* Check the end of ADC1 calibration */
  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
	
	//软件触发进行ADC转换
	  /* Start ADC1 Software Conversion */ 
  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
	
}
获取ADC转换结果
//uint16_t get_ADC_result(void)
//{
//	while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); //等待,没有转换完成,那么标志位就是reset
//	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
//}
//中断服务函数
void ADC1_2_IRQHandler()
{
	if(ADC_GetITStatus(ADC1,ADC_IT_EOC) == SET)  //代表标志位成立
	{
		ad_result = ADC_GetConversionValue(ADC1);  //获取ADC转换值
		ADC_ClearITPendingBit(ADC1,ADC_IT_EOC);    //清除中断标志位
	}
}

adc.h
#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H
#include 

extern uint16_t ad_result;//全局变量
void adc_Init(void);
//uint16_t get_ADC_result(void);

#endif

main.c
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "adc.h"

uint8_t RxData;

int main(void)
{

	float ad_value;
	
	OLED_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");
	
	Serial_Init();
	printf("STM32 ADC 测试串口\r\n");
	adc_Init();
	
	
	while (1)
	{
//		if (Serial_GetRxFlag() == 1)
//		{
//			// 从串口接收缓冲区获取接收到的数据
//			RxData = Serial_GetRxData();
//			//通过串口将接收到的数据发送回去(回显)
//			Serial_SendByte(RxData);
//			// 在OLED显示屏上显示接收到的数据(十六进制形式)
//			OLED_ShowHexNum(2, 8, RxData, 2);
//		}
		printf("原始ad值 = %d\r\n",ad_result);
		//转换成电压值
		ad_value = ad_result * 3.3 /4096 ;
		printf("ad_value = %0.2f\r\n",ad_value);  //保留小数点后两位
		//延时,否则打印很快
		OLED_ShowNum(2, 8, ad_value, 6);
		Delay_ms(2000);
	}
}

ADC的应用——模拟看门狗的应用举例

通过模拟看门狗可以看着模拟量输入通道,即可以通过模拟看门狗设置阈值的高限和低限,触发模拟看门狗事件,此时可以申请看门狗的中断,然后在中断程序中做相应的处理。

应用场景:
对模拟量输入通道的某个信号的幅值监测,往往通过ADC采样,然后用轮询或比较处理,这样会增加程序复合,降低实时性。
供电电源的异常检测或工业场景或流量阀门或掉电数据保存

模拟量信号幅值的计算
D=(Vin / VREF) * 4095

位带操作(待续)

中断程序里面不要写滴答定时器的延时(中断优先级有讲)

代码

adc.c
//#include "adc.h"
#include "stm32f10x.h"
#include 
#include "LED.h"
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"


uint16_t ad_result;//全局变量

void adc_Init(void)
{
	//时钟
	//使能GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	//使能ADC1时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
		/*ADCCLK / 6 < 14M*/
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	//配置ADC中断,本例程中断分组没有设置,采用默认的分组
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  /* Configure and enable ADC interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC1_2_IRQn;  //ADC1和ADC2共用一个中断向量号
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

	
	//配置GPIO
	//ADC1 通道1 PA1 配置成模拟输入模式 硬件决定
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	
	  /* ADC1 regular channels configuration */ 
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_28Cycles5); 
	
	//配置ADC
  ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  //独立模式
  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;       //单通道非扫描
  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;  //连续转换则使能
  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  //软件触发,无外部触发
  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //数据右对齐
  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;   //对应1个通道需要转换
  ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
   
	 
	//配置模拟看门狗
	/* Configure high and low analog watchdog thresholds */  //模拟看门狗上下限[4095]   上限3800  下限3000
  ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC1, 0xED8, 0xBB8);
  /* Configure channel14 as the single analog watchdog guarded channel */  //看门狗看守的通道是哪个
  ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1);
  /* Enable analog watchdog on one regular channel */  //使能模拟看门狗 单个规则组
  ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC1, ADC_AnalogWatchdog_SingleRegEnable);
	
/* Enable ADC1 EOC 和 AWD interrupt */  
  ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC | ADC_IT_AWD, ENABLE);
//开启ADC电源
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
	
	//校准
	 /* Enable ADC1 reset calibration register */   
  ADC_ResetCalibration(ADC1);
  /* Check the end of ADC1 reset calibration register */
  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

  /* Start ADC1 calibration */
  ADC_StartCalibration(ADC1);
  /* Check the end of ADC1 calibration */
  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
	
	//软件触发进行ADC转换
	  /* Start ADC1 Software Conversion */ 
  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
	
}
获取ADC转换结果
//uint16_t get_ADC_result(void)
//{
//	while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); //等待,没有转换完成,那么标志位就是reset
//	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
//}
//中断服务函数
void ADC1_2_IRQHandler()
{
	if(ADC_GetITStatus(ADC1,ADC_IT_EOC) == SET)  //代表标志位成立
	{
		ad_result = ADC_GetConversionValue(ADC1);  //获取ADC转换值
		printf("ad_result = %d\r\n",ad_result);
		OLED_ShowNum(2, 8, ad_result, 6);
		ADC_ClearITPendingBit(ADC1,ADC_IT_EOC);    //清除中断标志位
	}
	
		if(ADC_GetITStatus(ADC1,ADC_IT_AWD) == SET)  //代表标志位成立
	{
		//位带操作,指示灯
		LED2_Turn();
		delay(0x8ffff);//演示,不建议中断里面演示,中断应该快进快出
		ADC_ClearITPendingBit(ADC1,ADC_IT_AWD);    //清除中断标志位
	}
}

adc.h
#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H
#include 

extern uint16_t ad_result;//全局变量
void adc_Init(void);
//uint16_t get_ADC_result(void);

#endif

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