STM32 ADC

ADC简介

ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器
ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁
12位逐次逼近型ADC，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
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
STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道

通道	ADC1	ADC2	ADC3
通道0	PA0	PA0	PA0
通道1	PA1	PA1	PA1
通道2	PA2	PA2	PA2
通道3	PA3	PA3	PA3
通道4	PA4	PA4	PF6
通道5	PA5	PA5	PF7
通道6	PA6	PA6	PF8
通道7	PA7	PA7	PF9
通道8	PB0	PB0	PF10
通道9	PB1	PB1
通道10	PC0	PC0	PC0
通道11	PC1	PC1	PC1
通道12	PC2	PC2	PC2
通道13	PC3	PC3	PC3
通道14	PC4	PC4
通道15	PC5	PC5
通道16	温度传感器
通道17	内部参考电压

转换模式

单次转换，非扫描模式

连续转换，非扫描模式

数据对齐

触发控制

AD转换的步骤：采样，保持，量化，编码
STM32 ADC的总转换时间为： $$ T_{CONV} = T_{sampling} + 12.5T_{ADC} $$
例如：当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5个ADC周期 $$ T_{CONV} = (1.5 + 12.5)T_{ADC} = 14T_{ADC} = 1μs $$

代码

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//配置时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

//GPIO配置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
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);

//ADC配置
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);
  
//ADC使能
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
  
//ADC校准
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);

//获取值
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
    while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
    return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

RCC_ADCCLKConfig函数用于配置ADC时钟分频（ADC最高支持14M时钟）
GPIO_InitTypeDef为ADC配置结构体
- ADC_Mode为ADC模式
- ADC_DataAlign为数据对齐模式
- ADC_ExternalTrigConv为外部触发模式
- ADC_ContinuousConvMode为连续转换使能
- ADC_ScanConvMode为扫描模式使能
- ADC_NbrOfChannel为ADC通道数
ADC_ResetCalibration函数用于复位ADC校准寄存器
ADC_GetResetCalibrationStatus函数用于检查ADC校准寄存器状态
ADC_StartCalibration函数用于校准ADC
ADC_GetCalibrationStatus函数用于检查ADC校准
ADC_RegularChannelConfig函数用于配置规则组通道
- ADC_Channel为ADC通道：ADC_Channel_x
- ADC_SampleTime为采样时间
ADC_GetFlagStatus函数用于获取ADC标志位
ADC_GetConversionValue函数用于获取规则组结果
ADC_SoftwareStartConvCmd函数用于软件触发ADC

RCC_PCLK2	值	描述
RCC_PCLK2_Div2	((uint32_t)0x00000000)	二分频
RCC_PCLK2_Div4	((uint32_t)0x00004000)	四分频
RCC_PCLK2_Div6	((uint32_t)0x00008000)	六分频
RCC_PCLK2_Div8	((uint32_t)0x0000C000)	八分频

ADC_Mode	值	描述
ADC_Mode_Independent	((uint32_t)0x00000000)	独立模式
ADC_Mode_RegInjecSimult	((uint32_t)0x00010000)	混合的同步规则+注入同步模式
ADC_Mode_RegSimult_AlterTrig	((uint32_t)0x00020000)	混合的同步规则+交替触发模式
ADC_Mode_InjecSimult_FastInterl	((uint32_t)0x00030000)	混合同步注入+快速交叉模式
ADC_Mode_InjecSimult_SlowInterl	((uint32_t)0x00040000)	混合同步注入+慢速交叉模式
ADC_Mode_InjecSimult	((uint32_t)0x00050000)	注入同步模式
ADC_Mode_RegSimult	((uint32_t)0x00060000)	规则同步模式
ADC_Mode_FastInterl	((uint32_t)0x00070000)	快速交叉模式
ADC_Mode_SlowInterl	((uint32_t)0x00080000)	慢速交叉模式
ADC_Mode_AlterTrig	((uint32_t)0x00090000)	交替触发模式

更多ADC_Mode的相关内容：STM32F10xxx参考手册（中文）.pdf 页码163/手册11.9

ADC_DataAlign	值	描述
ADC_DataAlign_Right	((uint32_t)0x00000000)	右对齐
ADC_DataAlign_Left	((uint32_t)0x00000800)	左对齐

ADC_ExternalTrigConv	值	描述
ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1	((uint32_t)0x00000000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T1_CC2	((uint32_t)0x00020000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2	((uint32_t)0x00060000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T3_TRGO	((uint32_t)0x00080000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T4_CC4	((uint32_t)0x000A0000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_Ext_IT11_TIM8_TRGO	((uint32_t)0x000C0000)	外部引脚/内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3	((uint32_t)0x00040000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_None	((uint32_t)0x000E0000)	软件触发
ADC_ExternalTrigConv_T3_CC1	((uint32_t)0x00000000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T2_CC3	((uint32_t)0x00020000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T8_CC1	((uint32_t)0x00060000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T8_TRGO	((uint32_t)0x00080000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T5_CC1	((uint32_t)0x000A0000)	内部信号
ADC_ExternalTrigConv_T5_CC3	((uint32_t)0x000C0000)	内部信号

前六个与后六个分别对应ADC12和ADC3，第七、八个可用于ADC123 更多外部触发相关内容：STM32F10xxx参考手册（中文）.pdf 页码162/手册11.7

ADC_SampleTime	值	描述
ADC_SampleTime_1Cycles5	((uint8_t)0x00)	Sample time equal to 1.5 cycles
ADC_SampleTime_7Cycles5	((uint8_t)0x01)	Sample time equal to 7.5 cycles
ADC_SampleTime_13Cycles5	((uint8_t)0x02)	Sample time equal to 13.5 cycles
ADC_SampleTime_28Cycles5	((uint8_t)0x03)	Sample time equal to 28.5 cycles
ADC_SampleTime_41Cycles5	((uint8_t)0x04)	Sample time equal to 41.5 cycles
ADC_SampleTime_55Cycles5	((uint8_t)0x05)	Sample time equal to 55.5 cycles
ADC_SampleTime_71Cycles5	((uint8_t)0x06)	Sample time equal to 71.5 cycles
ADC_SampleTime_239Cycles5	((uint8_t)0x07)	Sample time equal to 239.5 cycles