STM32中的ADC - 技术栈

一：什么是ADC

二：ADC的用途

三：STM32F103ZET6的ADC

3.1ADC对应的引脚

一：什么是ADC

ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器，ADC可以将引脚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(STM32主要是数字电路，只有高低电平，没有几V的概念，所以如果想读取电压值，就需要借助ADC模数转换器来实现。ADC读取引脚上的模拟电压，转换为一个数据，存在寄存器里，再把数据读取到变量里，就可以进行显示、判断、记录等。)
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

二：ADC的用途

ADC可以将模拟信号转换成数字信号，比如将模拟的电压转换成数字信号，单片机进行处理。可以用作温度监测或者电流监测等方面，用途极广。

三：STM32F103ZET6的ADC

3.1ADC对应的引脚

STM32F103ZET6的ADC各通道对应IO如下

3.2ADC时钟

ADC输入时钟ADC_CLK由APB2分频产生，最大值是14MHz。库函数提供了设置分频因子的函数

cpp 复制代码

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//分频

可选择的分频因子有

APB2总线时钟为72MHz，而ADC的最大工作频率为14MHz，所以，分频因子一般设置为6，这样ADC的输入时钟频率为12MHz。

3.3ADC的工作模式

3.4ADC校准

使能ADC后，需要对ADC进行校准。使用库函数开发时，提供了ADC校准的函数

cpp 复制代码

    //校准
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);//判断条件是否为SET，是则为真
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);

3.5ADC转换结构和实际电压的换算

获取到的AD转换结果并不是实际电压，如果想要得到实际电压，需要经过换算。上面介绍了，STM32的ADC为12位，也就是AD值取值范围为0~4095。采集电压范围为0到3.3V。AD值与实际电压之间存在比例关系。

实际电压 = (AD值 / 4095) * 3.3。单位为伏特（V）

四：ADC配置步骤

使能GPIO时钟和ADC时钟，设置引脚为模拟输入
设置ADC的分频因子
初始化ADC参数，包括ADC工作模式，规则序列等
使能ADC并校准

触发AD转换，读取AD转换值

cpp 复制代码

	//开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//分频
	
	//配置GPIO
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //配置通道一
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //在AIN的模式下，GPIO是无效的，模拟电路
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	//选择输入通道
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);//在规则组菜单列表的第一个位置，写入通道0这个通道
	
	//用结构体初始化ADC
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//独立模式 
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //禁止触发
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //非扫描模式
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //关闭连续转换
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; 
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//ADC初始化
	
	//开启电源
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
	
	//校准
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);//判断条件是否为SET，是则为真
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);

五：两个重要的函数

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);ADC_规则组通道配置，它的作用就是给序列的每个位置填写指定的通道第一个参数是ADCx，第二个是你想指定的通道，，第三个是序列几的位置，第四个是指定通道的采样时间
uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);获取AD转换的数据寄存器，读取转换结果就用这个函数