嵌入式——模拟/数字转换器（ADC）
目录
一、初识ADC
1.简介
2.特性整理
3.ADC特性参数介绍
4.常见ADC类型
（1）并联比较型
（2）逐次逼近型
二、ADC相关寄存器
1.控制寄存器 1（ADC_CR1）
2.控制寄存器 2（ADC_CR2）
3.采样时间寄存器 1（ADC_SMPR1）
4.采样时间寄存器 2（ADC_SMPR2）
5.规则序列寄存器 1（ADC_SQR1）
6.规则序列寄存器 2（ADC_SQR2）
7.规则序列寄存器 3（ADC_SQR3）
8.规则数据寄存器（ADC_DR）
9.注入序列寄存器（ADC_JSQR）
三、ADC结构
1.结构框图
2.输入通道
3.转换序列
（1）规则序列寄存器控制关系
（2）注入序列寄存器控制关系
4.触发源
5.转换时间
（1）ADC时钟设置
（2）设置转换时间
6.数据寄存器
7.中断
三、DMA功能
1.DMA请求（只适用于规则组）
2.单次转换模式
（1）规则组
（2）注入组
3.连续转换模式（只有规则组才能触发该模式）
（1）规则组
（2）注入组
4.扫描模式
5.不同组合的使用
四、ADC配置步骤（单通道ADC采集）
一、初识ADC
1.简介
ADC（Analog-to-Digital Converter，模拟/数字转换器）。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。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。模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。
2.特性整理
补：
（1）采样间隔可以按通道分别编程。
（2）规则转换和注入转换均有外部触发选项。
（3）规则通道转换期间有DMA请求产生。
（4）转换结束、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断。
（5）从通道0到通道n的自动扫描模式。
（6）单次和连续转换模式。
3.ADC特性参数介绍
（1）分辨率：表示ADC能辦别的最小模拟量，用二进制位数表示，如：8、10、12、16位等。
（2）转换时间 ：表示完成一次A/D转换所需要的时间，转换时间越短，采样率就可以越高。
（3）精度（物理量的精准程度）：最小刻度基础上叠加各种误差的参数，精度受ADC性能、温度和气压等影响。
（4）量化误差：用数字量近似表示模拟量，采用四舍五入原则，此过程产生的误差为量化误差。
4.常见ADC类型
（1）并联比较型
优点：转换速度快。
缺点：成本高、功耗高、分辨率低。
（2）逐次逼近型
优点：结构简单、功耗低。
缺点：转换速度较慢。
特点：分辨率和采样速度相互矛盾，分辨率越高，采样速度越低。
二、ADC相关寄存器
1.控制寄存器 1（ADC_CR1）
位19:16（DUALMOD[3:0] ）：双模式选择。
位8（SCAN）：扫描模式。（该位由软件设置和清除）
2.控制寄存器 2（ADC_CR2）
位22（SWSTART）：开始转换规则通道。（由软件设置该位以启动转换，转换开始后硬件马上清除此位。该位用于启动一组规则通道的转换）
位20（EXTTRIG）：规则通道的外部触发转换模式。（由软件设置和清除，用于开启或禁止可以启动规则通道组转换的外部触发事件。）
位19:17（ EXTSEL[2:0] ）：选择启动规则通道组转换的外部事件。
位15（JEXTTRIG）：注入通道的外部触发转换模式。
位11（ALIGN）：数据对齐。
位8（DMA）：直接存储器访问模式。
位3（RSTCAL）：复位校准。
位2（CAL）：A/D校准。
位1（CONT）：连续转换。
位0（ADON）：开 / 关 A/D转换器。（当该位为 ‘0’时，写入 ‘1’将把ADC从断电模式下唤醒。当该位为 ‘1’时，写入 ‘1’将启动转换。）
3.采样时间寄存器 1（ADC_SMPR1）
4.采样时间寄存器 2（ADC_SMPR2）
5.规则序列寄存器 1（ADC_SQR1）
6.规则序列寄存器 2（ADC_SQR2）
7.规则序列寄存器 3（ADC_SQR3）
8.规则数据寄存器（ADC_DR）
9.注入序列寄存器（ADC_JSQR）
三、ADC结构
1.结构框图
2.输入通道
3.转换序列
A/D转换被组织为两组：规则组（常规转换组）和注入组（注入转换组）。规则组最多可以有16个转换，注入组最多有4个转换。
（1）规则序列寄存器控制关系
（2）注入序列寄存器控制关系
注入序列的转换顺序是从JSQx[4:0]（ x=4 - JL[1:0] ）开始。
4.触发源
触发转换的方法有两种：
（1） ADON位触发转换（仅限F1系列）：当ADC_CR2寄存器的ADON位为1时，再单独给ADON位写1，只能启动规则组转换。
（2） 外部事件触发转换：分为规则组外部触发和注入组外部触发。
①规则组外部触发
②注入组外部触发
5.转换时间
（1）ADC时钟设置
（2）设置转换时间
采样时间 可通过 SMPx[2:0]位设置，x=0~17
例：ADC时钟频率为12MHz时，ADC最短的转换时间是多少？
6.数据寄存器
由 ADCx_CR2寄存器ALIGN位 设置数据对齐方式（ 右对齐或者左对齐 ）
7.中断
规则和注入组转换结束时能产生中断，当模拟看门狗状态位被设置时也能产生中断。它们都有独立的中断使能位。
三、DMA功能
1.DMA请求（只适用于规则组）
规则组每个通道转换结束后，除了可以产生中断外，还可以产生DMA请求，我们利用DMA及时把转换好的数据传输到指定的内存里，防止数据被覆盖。
2.单次转换模式
ADC只执行一次转换。该模式既可通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位（只适用于规则通道）启动，也可通过外部触发启动（适用于规则通道或注入通道），这时CONT位为0。
（1）规则组
转换结果被储存在16位ADC_DR寄存器中，EOC（转换结束）标志位被置1。如果设置了EOCIE位，则产生中断。然后ADC停止。
（2）注入组
转换结果被储存在16位的ADC_DRJx寄存器中，JEOC（转换结束）标志位被置1。如果设置了JEOCIE位，则产生中断。然后ADC停止。
3.连续转换模式（只有规则组才能触发该模式）
当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动，此时CONT位是1。
（1）规则组
转换数据被储存在16位的ADC_DR寄存器中，EOC（转换结束）标志被置1。如果设置了 ，则产生中断。
（2）注入组
转换数据被储存在16位的ADC_DRJx寄存器中，JEOC（注入转换结束）标志被置1。如果设置了JEOCIE位，则产生中断。
自动注入：将 JAUTO位 置 1。
4.扫描模式
此模式用来扫描一组模拟通道。扫描模式可通过设置ADC_CR1寄存器的SCAN位来选择。
当这个位被置1，ADC会扫描所有被ADC_SQRx寄存器（对规则通道）或ADC_JSQR（对注入通道）选中的所有通道。在每个组的每个通道上执行单次转换。在每个转换结束时，同一组的下一个通道被自动转换。
如果设置了 CONT位，转换不会在选择组的最后一个通道上停止，而是再次从选择组的第一个通道继续转换。
这个位被置 0，ADC只会对ADC_SQRx寄存器（对规则通道）或 ADC_JSQR（对注入通道）选中的第一个通道进行转换。
5.不同组合的使用
比较少用的模式：不连续采样模式（间断模式），只适用在扫描模式下。
四、ADC配置步骤（单通道ADC采集）
1. 配置ADC工作参数、ADC校准 ：HAL_ADC_Init（）、 HAL_ADCEx_Calibration_Start（）
2. ADC MSP初始化：HAL_ADC_Msplnit（）（ 配置NVIC、CLOCK、GPIO等）
3. 配置ADC相应通道相关参数：HAL_ADC_ConfigChannel（）
4. 启动A/D转换：HAL_ADC_Start（）
5. 等待规则通道转换完成：HAL_ADC_PollForConversion（） （等待规则通道转换完成）
6. 获取规则通道A/D转换结果：HAL_ADC_GetValue（）
可以参考这篇文章：
嵌入式——模拟/数字转换器（ADC）补充
http://t.csdnimg.cn/c4Oiw
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