摘自：STM32 ADC转换实验
作者：追兮兮
发布时间： 2020-10-29 09:42:24
网址：https://blog.csdn.net/weixin_44234294/article/details/109333307
STM32 ADC 简介
STM32 拥有 1~3 个 ADC（STM32F101/102 系列只有 1 个 ADC），这些 ADC 可以独立使用，也可以使用双重模式（提高采样率）。STM32 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有 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。
STM32F103 系列最少都拥有 2 个 ADC，我们选择的 STM32F103ZET 包含有 3 个 ADC。STM32 的 ADC 最大的转换速率为 1Mhz，也就是转换时间为 1us（在 ADCCLK=14M,采样周期为 1.5 个 ADC 时钟下得到），不要让 ADC 的时钟超过 14M，否则将导致结果准确度下降。
STM32 将 ADC 的转换分为 2 个通道组：规则通道组和注入通道组。规则通道相当于你正 常运行的程序，而注入通道呢，就相当于中断。在你程序正常执行的时候，中断是可以打断你的执行的。同这个类似，注入通道的转换可以打断规则通道的转换， 在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。
ADC 控制寄存器
ADC_CR1 的各位描述
ADC_CR1 的 SCAN 位，该位用于设置扫描模式，由软件设置和清除，如果设置为 1，则使用扫描模式，如果为 0，则关闭扫描模式。在扫描模式下，由 ADC_SQRx 或 ADC_JSQRx 寄存器选中的通道被转换。如果设置了 EOCIE 或 JEOCIE，只在最后一个通道转换完毕后才会产生 EOC 或 JEOC 中断。
ADC_CR1[19：16]用于设置 ADC 的操作模式，详细的对应关系如图
ADC 状态寄存器（ADC_SR）
该寄存器保存了 ADC 转换时的各种状态：
这里我们要用到的是 EOC 位，我们通过判断该位来决定是否此次规则通道的 AD 转换已经完成，如果完成我们就从 ADC_DR 中读取转换结果，否则等待转换完成。
ADC转换实验一般步骤
1. 开启 PA 口时钟和 ADC1 时钟，设置 PA1 为模拟输入
STM32F103ZET6 的 ADC 通道 1 在 PA1 上，所以，我们先要使能 PORTA 的时钟和 ADC1时钟，然后设置 PA1 为模拟输入。使能 GPIOA 和 ADC 时钟用RCC_APB2PeriphClockCmd 函数，设置 PA1 的输入方式，使用 GPIO_Init 函数即可。这里我们列出 STM32 的 ADC 通道与GPIO 对应表：
/*开启PA口的时钟和ADC1的时钟，设置PA1位模拟输入*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruce;RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_GPIO_RCC,ENABLE);//使能时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);GPIO_InitStruce.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入GPIO_InitStruce.GPIO_Pin = ADC_GPIO_PIN;//引脚1GPIO_InitStruce.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(ADC_GPIO_PORT,&GPIO_InitStruce);
2. 复位 ADC1，同时设置 ADC1 分频因子。
开启 ADC1 时钟之后，我们要复位 ADC1，将 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值之后我们就可以通过 RCC_CFGR 设置 ADC1 的分频因子。分频因子要确保 ADC1 的时钟（ADCCLK）不要超过 14Mhz。 这个我们设置分频因子位 6，时钟为 72/6=12MHz,库函数的实现方法是:
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
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ADC 时钟复位的方法是：
ADC_DeInit(ADC1);
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/*复位ADC1，同时设置ADC1分频因子*//*ADC时钟不能超过14M，APB2的时钟是72M，所以可以选择6，。72/6 = 12*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);ADC_DeInit(ADC1);//复位ADC
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3. 初始化 ADC1 参数，设置 ADC1 的工作模式以及规则序列的相关信息。
在设置完分频因子之后，我们就可以开始 ADC1 的模式配置了，设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式等都在这一步实现。同时，我们还要设置 ADC1 规则序列的相关信息，我们这里只有一个通道，并且是单次转换的，所以设置规则序列中通道数为 1。这些在库函数中是通过函数 ADC_Init 实现的，下面我们看看其定义：
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)；
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从函数定义可以看出，第一个参数是指定 ADC 号。这里我们来看看第二个参数，跟其他外设初始化一样，同样是通过设置结构体成员变量的值来设定参数。
typedef struct
{uint32_t ADC_Mode; FunctionalState ADC_ScanConvMode; FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; uint32_t ADC_ExternalTrigConv; uint32_t ADC_DataAlign; uint8_t ADC_NbrOfChannel;
}ADC_InitTypeDef;
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参数 ADC_Mode 故名是以是用来设置 ADC 的模式。前面讲解过，ADC 的模式非常多，包括独立模式，注入同步模式等等，这里我们选择独立模式，所以参数为 ADC_Mode_Independent。
参数 ADC_ScanConvMode 用来设置是否开启扫描模式，因为是单次转换，这里我们选择不开启值 DISABLE 即可。
参数 ADC_ContinuousConvMode 用来设置是否开启连续转换模式，因为是单次转换模式，所以我们选择不开启连续转换模式，DISABLE 即可。
参数 ADC_ExternalTrigConv 是用来设置启动规则转换组转换的外部事件，这里我们选择软件触 发，选择值为 ADC_ExternalTrigConv_None 即可。
参数 DataAlign 用来设置 ADC 数据对齐方式是左对齐还是右对齐，这里我们选择右对齐方式ADC_DataAlign_Right。
参数 ADC_NbrOfChannel 用来设置规则序列的长度，这里我们是单次转换，所以值为 1 即可。
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC 工作模式:独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //AD 单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //AD 单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
//转换由软件而不是外部触发启动
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC 数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行规则转换的 ADC 通道的数目 1
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 ADCx
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4. 使能 ADC 并校准
在设置完了以上信息后，我们就使能 AD 转换器，执行复位校准和 AD 校准，注意这两步
是必须的！不校准将导致结果很不准确。
使能指定的 ADC 的方法是：
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的 ADC1
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执行复位校准的方法是：
ADC_ResetCalibration(ADC1);
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执行 ADC 校准的方法是：
ADC_StartCalibration(ADC1); //开始指定 ADC1 的校准状态
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记住，每次进行校准之后要等待校准结束。这里是通过获取校准状态来判断是否校准是否结束。
下面我们一一列出复位校准和 AD 校准的等待结束方法：
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校 AD 准结束
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5. 配置规则通道参数
接下来我们要做的就是设置规则序列 1 里面的通道，采样顺序，以及通道的采样周期，然后启动 ADC 转换。在转换结束后，读取 ADC 转 换结果值就是了。这里设置规则序列通道以及采样周期的函数是：
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel,
uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)；
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我们这里是规则序列中的第 1 个转换，同时采样周期为 239.5，所以设置为：
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
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6. 开启软件转换
软件开启 ADC 转换的方法是：
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能指定的 ADC1 的软件转换启动功能
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开启转换之后，就可以获取转换 ADC 转换结果数据，方法是：
ADC_GetConversionValue(ADC1);
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7. 等待转换完成读取ADC的值
同时在 AD 转换中，我们还要根据状态寄存器的标志位来获取 AD 转换的各个状态信息。库函数获取 AD 转换的状态信息的函数是：
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG)
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比如我们要判断 ADC1d 的转换是否结束，方法是：
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
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代码
adc.h
#ifndef _ADC_H_
#define _ADC_H_
#include "sys.h"#define ADC_GPIO_RCC RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ADC_GPIO_PORT GPIOA
#define ADC_GPIO_PIN GPIO_Pin_1void adc_Init(void);
u16 Get_Adc(u8 ch);
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times);#endif
adc.c
#include "adc.h"
#include "delay.h"void adc_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruce;ADC_InitTypeDef ADC_InitStruce;/*开启PA口的时钟和ADC1的时钟，设置PA1位模拟输入*/RCC_APB2PeriphClockCmd(ADC_GPIO_RCC,ENABLE);//使能时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);GPIO_InitStruce.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入GPIO_InitStruce.GPIO_Pin = ADC_GPIO_PIN;//引脚1GPIO_InitStruce.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(ADC_GPIO_PORT,&GPIO_InitStruce);/*复位ADC1，同时设置ADC1分频因子*//*ADC时钟不能超过14M，APB2的时钟是72M，所以可以选择6，。72/6 = 12*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);ADC_DeInit(ADC1);//复位ADC/*初始化ADC1参数，设置ADC1的工作模式以及规则序列的相关信息*/ADC_InitStruce.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//不开启ADC_InitStruce.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//选择右对齐 ADC_InitStruce.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//不使用外部触发ADC_InitStruce.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//使用独立模式ADC_InitStruce.ADC_NbrOfChannel = 1;//设置单通道ADC_InitStruce.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//不使用扫描模式ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruce);/*使能ADC并校准*/ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//使能ADC_ResetCalibration(ADC1);//使能复位校准while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//等待复位校准结束ADC_StartCalibration(ADC1);//开启AD校准while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//等待校准结束}
u16 Get_Adc(u8 ch)
{/*配置规则通道参数*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ch,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);//1:只有一个通道被转换 ADC_SampleTime_239Cycles5:采样时间随便选/*开启软件转换*/ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC) == RESET);//等待软件交换结束,ADC_FLAG_EOC:转换结束标志，=reset就是0退出循环/*等待转换完成读取ADC的值*/return ADC_GetConversionValue(ADC1);//返回转换结果
}u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{u32 tem_val = 0;u8 t;for(t = 0; t < times; t++){tem_val += Get_Adc(ch);delay_ms(5);}return tem_val/times;}
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "adc.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"int main(void)
{u16 adcx;float temp;delay_init();NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为2，2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200);//串口初始化115200LED_Init();//初始化LEDLCD_Init();//初始化LCDadc_Init();//初始化ADCPOINT_COLOR = RED;//设置字体为红色LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Hello STM32"); LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2020/10/27"); //显示提示信息POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"ADC_CH0_VAL:"); LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"ADC_CH0_VOL:0.000V"); while(1){adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);//选择通道1，获取10次取平均值LCD_ShowxNum(156,130,adcx,4,16,0);//显示ADC的值temp=(float)adcx*(3.3/4096);//算出电压值，12位的参考电压3.3adcx=temp;//取整数部分LCD_ShowxNum(156,150,adcx,1,16,0);//显示电压值。显示整数部分temp-=adcx;//减掉整数部分temp*=1000;LCD_ShowxNum(170,150,temp,3,16,0X80);//显示小数点后面LED0=!LED0;delay_ms(250); }}
实验现象
PA1接3.3V
PA1接GND
需要整个工程文件可私聊
