STM32——ADC模数转换器

ADC简介

ADC，全称：Analog-to-Digita丨Converter，指模拟/数字转换器

ADC将模拟信号转换为数字信号。

基本原理

将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号。具体来说，ADC将模拟信号在时间上进行采样，然后通过量化操作将每个采样值转换为数字编码。这些数字编码可以用二进制代码表示。

ADC在转换过程中需要通过采样频率和量化精度来决定转换质量，采样频率和量化精度越高，转换质量越好，但同时也会增加转换的成本和复杂度。

常见的ADC类型

并联比较型

并联比较型 ADC 又称 Flash ADC，属于直接 ADC，能将输入的模拟电压直接转换为输出的数字量，不需要经过中间变量转换。它由一系列电压比较器组成，每个比较器将输入信号与唯一的分压后的参考电压进行比较。比较器的输出连接编码器电路的输入，产生二进制的输出。

逐次逼近型

其原理是，设定一个数字量，通过 DAC 得到一个对应的输出模拟电压。将这个模拟电压和输入的模拟电压信号从最高位开始顺序地相比较，如果两者不相等，则调整所取的数字量，直到两个模拟电压相等为止，最后所取的这个数字量就是所求的转换结果。其过程像用天平去称量位置重量的物体，先加大砝码，再逐次添加或换用小砝码。

ADC特性参数

分辨率表示ADC能分辨的最小模拟量，用二进制数表示，比如8、10、12、16位等。
转换时间表示一次完成A/D转换所要的时间，转换时间越短，采样率越高。
精度最小刻度基础上叠加各种误差的参数，精度受ADC性能、温度和气压等影响。
量化误差用数字量近似表示模拟量，采用四舍五入原则，此过程产生的误差为量化误差。

ADC主要特性

ADC内部框图

参考电压/模拟部分电压

输入通道(F1系列)

转换序列(F1系列)

A/D转换被分为两组，规则组（常规转换组）和注入组（注入转换组）

规则组最多可以有16个转换，注入组最多4个转换

注意：

注入组可以打断规则住转换。比如在规则组转换过程中，注入组启动，那么注入组被转换完成之后，规则组才得以继续转换。

执行优先级对比

规则组序列控制寄存器

注入组序列控制寄存器

触发源

ADC触发方式有两种：

（1）ADON位触发转换(仅限F1系列)

当ADC_CR2寄存器的ADON位为1时，再单独给ADON位写1，只能启动规则组转换

（2）外部事件触发转换

外部事件触发转换分为：规则组外部触发和注入组外部触发

转换时间(F1系列)

1.设置ADC时钟

2.设置转换时间

ADC转换时间：T= 采样时间+12.5个周期

数据寄存器

由ADCx_CR2寄存器的ALIGN位设置数据对齐方式，可选择：右对齐或者左对齐

注意：

ADC 规则数据寄存器只有一个，如果使用多通道转换，那久区能用首时数糖也会存放在DR里面，1按照规则组的顺序，上一个通道转换的数据，会被下一个通道转换的数据覆盖掉，所以当通道转换完成后要及时把数据取走。

比较常用的方法是使用DMA模式。

当规则组的通道转换结束时，就会产生 DMA请求，这样就可以及时把转换的数据搬运到用户指定的目的地址存放。