STM32 ADC介绍和应用

1.ADC是什么？

2.ADC的性能指标

3.ADC特性

4.ADC通道

1.ADC是什么？

全称：Analog-to-Digital Converter，指模拟/数字转换器

2.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

3.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

4.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）

5.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。

6.ADC触发方式

1. 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。
1. 也可以通过外部事件（如定时器）进行转换。

7.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 14MHz

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 （14/12M）

8.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

9.ADC实验

使用ADC读取烟雾传感器的值

CubeMX配置

时钟配置：

ADC配置：

串口配置：

代码实现思路：

启动ADC单次转换
等待ADC转换完成
读取ADC转换数据
重定向printf将数据发送到上位机

核心代码示例：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>

//重定向printf
int fputc(int ch, FILE *f)
{      
    unsigned char temp[1]={ch};
    HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);  
    return ch;
}

//main函数部分
  while (1)
  {
		HAL_ADC_Start(&hadc1);  // 启动ADC1转换
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);	// 等待ADC转换完成
		smoke_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); // 读取ADC转换数据
		printf("smoke_value = %f\r\n", 3.3/4096 * smoke_value);// 4096 = 2^12
		HAL_Delay(500);
  }