【STM32】ADC功能-单通道&多通道（学习笔记）

傍晚冰川2025-03-11 16:08

本章结合上一节内容复习更好理解【江协科技STM32】ADC数模转换器-学习笔记-CSDN博客

一、ADC单通道

接线图

ADC初始化

①RCC开启时钟，包括ADC和GPIO的时钟，另外ADCCLK的分频器也要配置

②配置GPIO,，把需要用的GPIO配置成模拟输入模式（GPIO_Mode_AIN模式下GPIO无效，即断开GPIO,防止GPIO输入输出对我模拟电压造成干扰），所以AIN模式就是ADC专属模式

③配置多路开关，把左边通道接入到右边的规则组列表里

④配置ADC转换器(初始化ADC)，一个结构体可以配置完ADC转换器和AD数据寄存器

⑤开关控制，调用ADC_Cmd()函数，开启ADC

代码：

cs 复制代码 
void AD_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	/*设置ADC时钟*/
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA0引脚初始化为模拟输入
	
	/*规则组通道配置*/
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);		//规则组序列1的位置，配置为通道0
	
	/*ADC初始化*/
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;						//定义结构体变量
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;		//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = 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_NbrOfChannel = 1;					//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1
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);						//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1
	
	/*ADC使能*/
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//使能ADC1，ADC开始运行
	
	/*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);
}

函数解释：

void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2) //配置ADC时钟（ADCCLK)

|-----------|-------------------------------|
| 参数 | 说明 |
| RCC_PCLK2 | 定义ADC时钟分频器。这个钟是由APB2时钟（PCLK2） |

void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)//根据指定的参数初始化ADCx外设在ADC_InitStruct

|----------------|-------------------------------------|
| 参数 | 说明 |
| ADCx | 其中x可为1、2或3，选择ADC外设 |
| ADC_InitStruct | 指向ADC_InitTypeDef结构体的指针指定ADC外设的配置信息 |

ADC初始化结构定义

|------------------------|------------------------------------------------------------------------------------|
| 参数 | 说明 |
| ADC_Mode | 将ADC配置为独立或操作双模式 |
| ADC_ScanConvMode | 指定转换是在Scan（多通道）模式还是Single（单通道）模式下执行，可选"ENABLE"或"DISABLE"，"ENABLE"是扫描，"DISABLE"是非扫描 |
| ADC_ContinuousConvMode | 指定转换是在连续模式还是单模式下执行，可选"ENABLE"或"DISABLE"，"ENABLE"是连续转换模式，"DISABLE"是单次转换模式 |
| ADC_ExternalTrigConv | 定义用于启动模拟的外部触发器对常规信道进行数字转换 |
| ADC_DataAlign | 指定ADC数据是左对齐还是右对齐 |
| ADC_NbrOfChannel | 指定要转换的ADC通道的数量使用顺序器为常规通道组，取值范围为1 ~ 16 |

void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)//启用或禁用所选ADC软件启动转换

|----------|------------------------------------|
| 参数 | 说明 |
| ADCx | 其中x可以是1、2或3来选择ADC外设 |
| NewState | 所选ADC软件启动转换的新状态，取值为：ENABLE或DISABLE |

void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);//重置所选ADC校准寄存器

FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);//获取所选ADC复位校准寄存器状态

void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);启动选定的ADC校准过程

FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);获取所选ADC校准状态

使用方法：固定流程，内部有电路会自动执行校准

ADC_ResetCalibration(ADC1);

while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);//如果SET（1）一直循环，如果RESET(0)校准完成，跳出循环

ADC_StartCalibration(ADC1);

while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);

FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG)//检查是否设置了指定的ADC标志

作用：想知道转换是否结束就调用此函数，后一个参数给EOC标志位，判断是不是置1，如果转换结束，跳出循环，标志位置1；否则一直在循环中转换。

|----------|---------------------|
| 参数 | 说明 |
| ADCx | 其中x可以是1、2或3来选择ADC外设 |
| ADC_FLAG | 指定要检查的标志 |

返回值：ADC_FLAG的新状态（SET或RESET） 1或0

返回的SET或RESET和转换是否完成的对应关系如下：

具体等待多长时间：用最后一条公式算

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)//为所选ADC配置其对应的常规通道排序器和它的采样时间

|----------------|------------------------|
| 参数 | 说明 |
| ADCx | 其中x可以是1、2或3来选择ADC外设 |
| Rank | 常规组测序器中的秩。取值范围为1 ~ 16 |
| ADC_Channel | 要配置的ADC通道 |
| ADC_SampleTime | 要为所选通道设置的采样时间值 |

Rank对应：

ADC_Channel：

ADC_SampleTime：

uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)//返回常规通道的最后一次ADCx转换结果数据

写入参数： 可以是1、2或3来选择ADC外设

返回值：Data转换值

获取AD转换的值

cs 复制代码 
uint16_t AD_GetValue(void)
{
	ADC_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
}

main函数

读取电压值：只需要对数据进行一个线性变换，用AD值 / 4095 * 3.3 ，就可以将0~4095转换为0~3V电压，这里的ADValue是个整数值，在除以4095后会舍弃掉小数值，会导致计算错误，所以要将ADValue做一个类型强制转换。

(uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2) //Voltage*100扩大100倍，1.23变成123，然后对100取余，123对100取余就是23，这就把小数部分取出来了。由于浮点数不能取余，所以要做强制类型转换变成整数。

cs 复制代码 
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
	}
}

二、ADC多通道

ADC初始化

也是用单次转换非扫描模式，只需要在每次触发转换之前手动修改列表第一个位置的通道就可以了。比如在第一次转换写入通道0，之后触发、等待、读值；然后在第二次转换写入通道1，之后触发、等待、读值；然后在第三次转换写入通道2，之后触发、等待、读值；在转换前指定一下通道，在启动转换，就可以实现多通道功能了。

cs 复制代码 
void AD_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	/*设置ADC时钟*/
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA0、PA1、PA2和PA3引脚初始化为模拟输入
	
	/*不在此处配置规则组序列，而是在每次AD转换前配置，这样可以灵活更改AD转换的通道*/
	
	/*ADC初始化*/
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;						//定义结构体变量
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;		//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = 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_NbrOfChannel = 1;					//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1
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);						//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1
	
	/*ADC使能*/
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//使能ADC1，ADC开始运行
	
	/*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);
}

获取AD转换值

cs 复制代码 
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1
	ADC_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
}

main函数

cs 复制代码 
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0
		AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1);		//单次启动ADC，转换通道1
		AD2 = AD_GetValue(ADC_Channel_2);		//单次启动ADC，转换通道2
		AD3 = AD_GetValue(ADC_Channel_3);		//单次启动ADC，转换通道3
		
		OLED_ShowNum(1, 5, AD0, 4);				//显示通道0的转换结果AD0
		OLED_ShowNum(2, 5, AD1, 4);				//显示通道1的转换结果AD1
		OLED_ShowNum(3, 5, AD2, 4);				//显示通道2的转换结果AD2
		OLED_ShowNum(4, 5, AD3, 4);				//显示通道3的转换结果AD3
		
		Delay_ms(100);			//延时100ms，手动增加一些转换的间隔时间
	}
}

代码源自学习江协科技

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