STM32之ADC模数转换

对于STM32的GPIO来说，只能读取引脚的高低电平，要么低电平，要么高电平，只有两个值，而使用了ADC之后，我们就可以对这个高电平和低电平之间的任意电压进行量化，最终用一个变量来表示，读取这个变量，所以ADC其实就是一个电压表，把引脚的电压值测出来，放在一个变量里。

12位逐次逼近型ADC，ADC 的转换时间跟 ADC 的输入时钟和采样时间有关，公式为：Tconv  =  采样时间  + 12.5 个周期。当 ADCLK  =  14MHZ  （最高），采样时间设置为 1.5 周期（最快），那么总的转换时间（最短）Tconv = 1.5 周期 + 12.5 周期 = 14 周期 = 1us。（1us转换时间）
输入电压范围:0~3.3V，转换结果范围∶0~4095                                                                              18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源（内部温度传感器和内部参考电压1.2V）            规则组和注入组两个转换单元
模拟看门狗自动监测输入电压范围，如当AD值高于它设定的上阈值或者低于下阈值时
它就会申请中断，你就可以在中断函数里执行相应的操作。如下图：

                        

下面，我们来配置一下单通道的ADC          

 第一步，RCC开启时钟。 

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

STM32 的 ADC 多达 18 个通道，其中外部的 16 个通道是 ADCx_IN0 、ADCx_IN1...ADCx_IN5。这 16 个通道对应着不同的GPIO 口，具体是哪一个 GPIO 口可以从手册查询到。所以这里要打开GPIO外设时钟，而且还要打开ADC时钟，ADC 输入时钟 ADC_CLK 由 PCLK2（一般设置 PCLK2=HCLK=72M） 经过分频产生，最大是 14M，分频因子由 RCC 时钟配置寄存器 RCC_CFGR 的位 15:14 的ADCPRE[1:0]设置，可以是 2/4/6/8 分频，所以一般我们选择RCC_PCLK2_Div6（6分频）。ADC逐次比较的过程就是由这个时钟推动的。

                    

                 

第二步，初始化GPIO。

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    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);

第三步，初始化ADC。

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;              
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

 这里对ADC初始化涉及到的参数做一个分析：

单次转换还是连续转换，选择扫描模式还是非扫描模式，通道数目，数据对齐

这个表就是规则组里的菜单，有16个空位，分别是序列1到序列16，你可以在这里点菜，就是写入你要转换的通道。在非扫描的模武下，这个菜单就只有第一个序列1的位置有效，这时，菜单同时选中一组的方式就退化为简单地选中一个的方式了，比如，我在序列1的位置写入通道2，然后，我们就可以触发转换，ADC就会对这个通道2进行模数转换。过一小段时间，转换完成，转换结果放在数据寄存器里,同时给EOC标志位置1。我们判断这个EOC标志位,如果转换完了,我们就可以在数据寄存器里读取结果了。单次转换，非扫描模式下，如果我们想再启动一次转换,那就需要再触发一次。如果想换一个通道就要在转换之前，把第一个位置的通道2换成其他通道。

连续转换，非扫描模式，它与上一种单次转换不同的是，它在一次转换结束后不会停止，只需要最开始给触发一次，之后就可以一直转换了。

扫描模式，这就会用到这个菜单列表了，你可以在这个菜单里面点菜，比如，第一个菜是通道2，第二个菜是通道5.....，这里的菜单位置是通道几可以任意指定，并且也是可以重复的。

这里通道数目有7个，转换结果都放在数据寄存器里面，为了防止数据被覆盖，就需要DMA及时将数据移走，那7个通道转换完成之后，产生EOC信号，转换结束。

连续转换，扫描模式，同理。

我们的ADC是12位的，所以转换结果就是12位的数据，但是这个寄存器是16位的，所以就存在数据对齐的问题。

右对齐，就是12位数据向右靠，高位多出来的补0，左对齐，就是12位数据向左靠，低位多出来的补0，一般使用右对齐，这样读取这个16位寄存器，直接就是转换结果。如果选择左对齐，直接读的话，得到的数据会比实际的大（因为数据左对齐把数据左移了4次相当于把结果乘16了）。如果0-4095范围太大，只是做一个简单的判断，不需要高分辨率，可以选择左对齐，然后把高8位数据读取出来，舍弃后4位的精度，即8位ADC。

第四步，选择规则组还是注入组

这里选用规则组

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

                 

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，然后转换的结果可以存放在AD数据寄存器里，然后下面这里有触发控制，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。硬件触发主要是来自于定时器，当然也可以选择外部中断的引脚。

                              

这个表就是规则组的触发源，硬件触发来自于定时器还是外部中断的引脚，需要AFIO重映射来决定。最后一个是软件触发控制位，即软件触发。

第五步，开关控制

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);  //用于给ADC上电

第六步，校准

    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);

至此，ADC初始化完成，开始获取ADC转换结果：

uint16_t AD_GetValue(void)
{
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
    while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
    return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
最后，将ADC的转换结果赋给一个变量。

ADValue = AD_GetValue();

至此，ADC模数转换完成。

完结！