STM32 ADC单通道采样函数及实验

一、ADC单通道采样函数

1. MX_ADC1_Init()

**函数原型：**通常为

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void MX_ADC1_Init(void)

**功能：**ADC硬件基础初始化函数，由STM32CubeMX自动生成。配置ADC的时钟、分辨率、扫描模式、连续转换模式、数据对齐方式、采样时间等底层参数。

特点：

无参数，无返回值

必须在其他ADC操作之前调用

内部通常调用HAL_ADC_Init()函数

2. HAL_ADCEx_Calibration_Start()

函数原型：

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HAL_StatusTypeDef HAL_ADCEx_Calibration_Start(ADC_HandleTypeDef* hadc)

参数：

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hadc：ADC句柄指针

**功能：**执行ADC自动校准，减小偏移误差，提高转换精度。校准过程会花费一定时间，期间不应进行其他ADC操作。

3. HAL_ADC_Start()

函数原型：

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HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef* hadc)

参数：

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hadc：ADC句柄指针

**功能：**启动ADC转换过程。支持三种模式：

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轮询模式：配合HAL_ADC_PollForConversion()使用
中断模式：转换完成时触发中断
DMA模式：自动传输多个转换结果

4. HAL_ADC_PollForConversion()

函数原型：

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HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_PollForConversion(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t Timeout)

参数：

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hadc：ADC句柄指针
Timeout：超时时间（毫秒）

返回值：

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HAL_OK：转换完成
HAL_TIMEOUT：超时
HAL_ERROR：错误

**功能：**在轮询模式下等待ADC转换完成。会阻塞程序直到转换完成或超时。

5. HAL_ADC_GetValue()

函数原型：

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uint32_t HAL_ADC_GetValue(ADC_HandleTypeDef* hadc)

参数：

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hadc：ADC句柄指针

**返回值：**ADC转换结果值

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12位分辨率：0-4095
10位分辨率：0-1023  
8位分辨率：0-255

**功能：**读取ADC转换结果寄存器中的值。

二、示例实验

1. 实验现象

该程序会每隔500ms采集一次ADC1的模拟信号，将其转换为数字值，然后计算对应的电压值（参考电压为3.3V，ADC为12位分辨率，所以数字范围0-4095对应0-3.3V）。计算得到的电压值会通过串口以浮点数形式打印，保留三位小数。因此，在串口调试助手等工具上，会看到每隔约0.5秒打印一个电压值，该电压值随输入模拟信号的变化而变化。

2. 示例代码

ADC初始化

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void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};  // 定义ADC通道配置结构体并初始化为0

  /** ADC通用配置 */
  hadc1.Instance = ADC1;                    // 设置ADC实例为ADC1
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;           // 禁用扫描模式（单通道）
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;              // 禁用连续转换模式（单次转换）
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;           // 禁用间断模式
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;     // 使用软件触发转换
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;           // 数据右对齐
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;                       // 转换序列数为1
  
  // 初始化ADC，如果失败则调用错误处理函数
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** 配置规则通道 */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_6;          // 设置ADC通道6
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;        // 设置通道在规则组中的排名为第1个
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;  // 设置采样时间为1.5个ADC时钟周期
  
  // 配置ADC通道，如果失败则调用错误处理函数
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

主函数

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uint16_t adc_get = 0;      // 存储ADC原始转换值的变量
float vol = 0.0f;          // 存储计算得到的电压值的变量

// 系统时钟配置函数声明
void SystemClock_Config(void);

/**
  * @brief  应用程序主函数
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  // HAL库初始化
  HAL_Init();

  // 系统时钟配置
  SystemClock_Config();

  // 初始化所有配置的外设
  MX_GPIO_Init();           // GPIO初始化
  MX_ADC1_Init();           // ADC1初始化
  MX_USART1_UART_Init();    // USART1串口初始化
  HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);  // 执行ADC校准

  // 主循环
  while (1)
  {
    // 启动ADC转换
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    
    // 等待转换完成，超时时间50ms
    if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50) == HAL_OK)
    {
      // 获取ADC转换结果（12位，0-4095）
      adc_get = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
      
      // 将ADC值转换为电压值（假设参考电压3.3V）
      vol = (float)adc_get / 4095 * 3.3f;
      
      // 通过串口打印电压值，保留3位小数
      printf("%.3f\r\n", vol);
    }
    
    // 延时500ms
    HAL_Delay(500);
  }
}