目录
1.0 逐次逼近型ADC
2.0 ADC触发
3.0 ADC时钟
4.0 转换模式
5.0 转换时间
6.0 校准
7.0 硬件电路
8.0 数据手册
9.0 程序实现
9.0.1 时钟初始化
9.0.2 GPIO结构体初始化
9.0.3 ADC结构体初始化
9.0.4 ADC转换
9.0.5 AD初始化
9.0.6 获取ADC值
9.0.7 ADC头文件
9.0.8 MAIN函数
10.0 AD多通道
10.0.1 RCC时钟初始化
10.0.2 GPIO初始化
10.0.3 ADC结构体初始化
10.0.4 头文件
10.0.5 主函数文件
定义：
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【表示转化的范围是0-2^12 - 1】，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
注：单片机内部将采集到的模拟信号转换为单片机可以识别的数组信号
1.0 逐次逼近型ADC
2.0 ADC触发
ADC的触发方式有两种一种是软件的触发方式，一种是硬件的促发方式，ADC的硬件结构如下图所示：
3.0 ADC时钟
外部通道对应的GPIOA口对应引脚,ADC1和ADC2的引脚是相同的，还有双ADC模式，以下是通道和引脚的转换关系，以及对应的引脚关系图。
4.0 转换模式
二进制的特定：将数据左移一次相当于是把数据X2也就是扩大了一倍，左移了4次就相当于把结果X16，一般是选择右对齐。
5.0 转换时间
AD转换的步骤：采样，保持，量化，编码 STM32
ADC的总转换时间为： TCONV = 采样时间【采样，保持】 + 12.5个ADC周期【量化，编码】
例如：当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5个ADC周期 TCONV = 1.5 + 12.5 = 14个ADC周期 = 1μs
6.0 校准
ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差
建议在每次上电后执行一次校准 启动校准前， ADC必须处于关电状态超过至少两个ADC时钟周期
7.0 硬件电路
8.0 数据手册
......
9.0 程序实现
9.0.1 时钟初始化
// RCC开启ADC时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);// RCC开启GPIO时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 设置ADC时钟，分频系数是6分频RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
9.0.2 GPIO结构体初始化
// 初始化GPIOGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;// GPIO_Mode_AIN 模拟输入模式，该模数下所有的GPIO口无效GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);9.0.3 ADC结构体初始化
// 配置规则组通道ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);// ADC 初始化ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; // ADC 模式,选择独立模式ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // ADC 数据对齐模式ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; // ADC 触发模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 转换模式是单次转换还是连续9.0.4 ADC转换
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; // 扫描模式ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 指定ADC转换的通道数目// ADC 结构体初始化ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // 初始化ADC结构体// 使能ADCADC_Cmd(ADC1, ENABLE);// ADC 校准ADC_ResetCalibration(ADC1);// 获取ADC校准寄存器的状态while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);// 等待校准是否完成while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);9.0.5 AD初始化
// AD 初始化函数
void AD_Init(void)
{// RCC开启ADC时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);// RCC开启GPIO时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 设置ADC时钟，分频系数是6分频RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);// 初始化GPIOGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;// GPIO_Mode_AIN 模拟输入模式，该模数下所有的GPIO口无效GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 配置规则组通道ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);// ADC 初始化ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; // ADC 模式,选择独立模式ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // ADC 数据对齐模式ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; // ADC 触发模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 转换模式是单次转换还是连续转换ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; // 扫描模式ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 指定ADC转换的通道数目// ADC 结构体初始化ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // 初始化ADC结构体// 使能ADCADC_Cmd(ADC1, ENABLE);// ADC 校准ADC_ResetCalibration(ADC1);// 获取ADC校准寄存器的状态while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);// 等待校准是否完成while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);}9.0.6 获取ADC值
// 获取ADC的值
uint16_t AD_GetValue(void)
{// 软件触发AD转换ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);// reset 转换未完成while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}9.0.7 ADC头文件
#ifndef __AD_H_
#define __AD_H_void AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(void);#endif
9.0.8 MAIN函数
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"uint16_t ADValue; //定义AD值变量
float Voltage; //定义电压变量int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化AD_Init(); //AD初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "ADValue:");OLED_ShowString(2, 1, "Voltage:0.00V");while (1){ADValue = AD_GetValue(); //获取AD转换的值Voltage = (float)ADValue / 4095 * 3.3; //将AD值线性变换到0~3.3的范围，表示电压OLED_ShowNum(1, 9, ADValue, 4); //显示AD值OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1); //显示电压值的整数部分OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2); //显示电压值的小数部分Delay_ms(100); //延时100ms，手动增加一些转换的间隔时间}
}
10.0 AD多通道
10.0.1 RCC时钟初始化
时钟初始化：开启RCC与ADC时钟，ADC时钟控制设置为6分频
// RCC开启时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// ADC时钟初始化RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);10.0.2 GPIO初始化
GPIO结构体初始化，分别设置引脚，模式，时钟频率
// GPIO结构体初始化GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;// 模拟输入GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;// 引脚初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;// 时钟频率GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;// 引脚初始化GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);10.0.3 ADC结构体初始化
// ADC初始化ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;// ADC模式为独立模式ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;// 数据对齐，对齐方式为右对齐ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;// 触发方式，内部软件触发ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;// ADC是否使用连续转换模式，此处每转换一次规则组转换方式失能ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;// 扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;// 通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;// 将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
ADC使能与校准
// 使能ADC1，ADC开始运行ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);/*ADC校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1); // 固定流程，内部有电路会自动执行校准while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
ADC结构体初始化
/*** 函 数：获取AD转换的值* 参 数：ADC_Channel 指定AD转换的通道，范围：ADC_Channel_x，其中x可以是0/1/2/3* 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095*/
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); //在每次转换前，根据函数形参灵活更改规则组的通道1ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //软件触发AD转换一次while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); //等待EOC标志位，即等待AD转换结束return ADC_GetConversionValue(ADC1); //读数据寄存器，得到AD转换的结果
}10.0.4 头文件
10.0.5 主函数文件
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"uint16_t AD0, AD1, AD2, AD3; //定义AD值变量int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化AD_Init(); //AD初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "AD0:");OLED_ShowString(2, 1, "AD1:");OLED_ShowString(3, 1, "AD2:");OLED_ShowString(4, 1, "AD3:");while (1){AD0 = AD_GetValue(ADC_Channel_0); //单次启动ADC，转换通道0AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1); //单次启动ADC，转换通道1AD2 = AD_GetValue(ADC_Channel_2); //单次启动ADC，转换通道2AD3 = AD_GetValue(ADC_Channel_3); //单次启动ADC，转换通道3OLED_ShowNum(1, 5, AD0, 4); //显示通道0的转换结果AD0OLED_ShowNum(2, 5, AD1, 4); //显示通道1的转换结果AD1OLED_ShowNum(3, 5, AD2, 4); //显示通道2的转换结果AD2OLED_ShowNum(4, 5, AD3, 4); //显示通道3的转换结果AD3Delay_ms(100); //延时100ms，手动增加一些转换的间隔时间}
}
......
