ADC是什么?
全称: Analog-to-Digital Converter ,指模拟 / 数字转换器
它是一种电子设备或电路,用于将连续的模拟信号转换为相应的数字形式,以便于数字系统进行处理。模拟信号是连续变化的,而数字系统则处理离散的数字信号。
ADC的工作原理是采样和量化。采样是指按照一定的时间间隔测量模拟信号的值,而量化则是将这些连续的模拟值映射为离散的数字值。ADC通常具有不同的性能参数,如分辨率(量化级别)、采样率、精度等,这些参数决定了其性能和适用范围。
ADC的性能指标
- 量程:能测量的电压范围
- 分辨率:ADC能辨别的最小模拟量,通常以输出二进制数的位数表示,比如:8、10、12、
- 16位等;位数越多,分辨率越高,一般来说分辨率越高,转化时间越长
- 转化时间:从转换开始到获得稳定的数字量输出所需要的时间称为转换时间
ADC特性
- 12位精度下转换速度可高达1MHZ
- 供电电压:V SSA :0V,V DDA :2.4V~3.6V
- ADC输入范围:VREF- ≤ VIN ≤ VREF+
- 采样时间可配置,采样时间越长, 转换结果相对越准确, 但是转换速度就越慢
- 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
ADC通道
总共 2 个 ADC ( ADC1 , ADC2 ),每个 ADC 有 18 个转换通道 : 16 个外部通道、 2 个内部通道(温度
传感器、内部参考电压)。
外部的 16 个通道在转换时又分为规则通道和注入通道,其中规则通道最多有 16 路,注入通道最多
有 4 路。
规则组:正常排队的人;
注入组:有特权的人(军人、孕妇)
ADC转换顺序
- 每个ADC只有一个数据寄存器,16个通道一起共用这个寄存器,所以需要指定规则转换通道的转换顺序。
- 规则通道中的转换顺序由三个寄存器控制:SQR1、SQR2、SQR3,它们都是32位寄存器。
- SQR寄存器控制着转换通道的数目和转换顺序,只要在对应的寄存器位SQx中写入相应的通道,这个通道就是第x个转换
和规则通道转换顺序的控制一样,注入通道的转换也是通过注入寄存器来控制,只不过只有一个
JSQR 寄存器来控制,控制关系如下:
注入序列的转换顺序是从 JSQx[ 4 : 0 ] ( x=4-JL[1:0] )开始。只有当 JL=4 的时候,注入通道的转换
顺序才会按照 JSQ1 、 JSQ2 、 JSQ3 、 JSQ4 的顺序执行。
ADC触发方式
- 通过向控制寄存器ADC-CR2的ADON位写1来开启转换,写0停止转换。
- 也可以通过外部事件(如定时器)进行转换。
ADC转化时间
ADC 是挂载在 APB2 总线( PCLK2 )上的,经过分频器得到 ADC 时钟( ADCCLK ),最高 14 MHz 。
转换时间 = 采样时间 +12.5 个周期
12.5 个周期是固定的,一般我们设置 PCLK2=72M ,经过 ADC 预分频器能分频到最大的时钟只能
是 12M ,采样周期设置为 1.5 个周期,算出最短的转换时间为 1.17us 。
在STM32系列微控制器中,PCLK2是ADC(模数转换器)的时钟。ADC预分频器用于将PCLK2分频以得到ADC的时钟。ADC时钟的最大频率由ADC的最大工作频率决定。对于STM32系列微控制器,ADC的最大时钟频率一般为14 MHz。
假设你设置PCLK2为72 MHz,然后通过ADC预分频器进行分频,得到的ADC时钟最大频率为:
最大ADC时钟频率=PCLK2/分频因子
ADC转化模式
扫描模式
- 关闭扫描模式:只转换ADC_SQRx或ADC_JSQR选中的第一个通道
- 打开扫描模式:扫描所有被ADC_SQRx或ADC_JSQR选中的所有通道
单次转换/连续转换
- 单次转换:只转换一次
- 连续转换:转换一次之后,立马进行下一次转换