STM32之ADC

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STM32的ADC模块，请允许我用如此通俗的语言：普通话  来介绍STM32ADC模块的特色

      1、1MHz转换速率、12位转换结果（12位、记住这个12位哈、因为2^12=4096 ，也请记住4096哈）

           STM32F103系列：在56MHz时转换时间为：1μs

                                    在72MHz时转换时间为：1.17μs

      2、转换范围：0～3.6V  （3.6v---->当你需要将采集的数据用电压来显示的话：设你采集的数据为：x[0~4095],此时的计算公式就为：(x / 4096) * 3.6））

      3、ADC供电要求：2.4V～3.6 V（可千万别接到 5V 的石榴裙子底下呀）

      4、ADC输入范围：VREF-≤ VIN ≤VREF+ (VREF+和VREF-只有LQFP100封装才有)

      5、双重模式(带2个ADC的设备): 8种转换模式

      6、最多有18个通道：16个外部通道

                                   2个内部通道：连接到温度传感器和内部参考电压(VREFINT = 1.2V)

      ......（略，请看参考手册哈，由于篇幅，就不过多的列出来了、、说到略、让我想起了月光宝盒诸葛亮的：略懂略懂、、其实我也是略懂略懂而已、、）

      12、DMA功能(仅ADC1有)

      本博客里，由于篇幅、所以就以独立模式下的单次转换为例哈、打开参考手册可以看到这段话：

       单次转换模式下，ADC只执行一次转换。

       该模式既可通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位(只适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道)，这时CONT位为0。

       一旦选择通道的转换完成：

       ● 如果一个规则通道被转换： ─ 转换数据被储存在16位ADC_DR寄存器中 ─ EOC(转换结束)标志被设置 ─ 如果设置了EOCIE，则产生中断。

       ● 如果一个注入通道被转换： ─ 转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中 ─ JEOC(注入转换结束)标志被设置 ─ 如果设置了JEOCIE位，则产生中断。

       然后ADC停止。

此图形象的表明了其背后那不为人知的秘密转换关系。。虽然单凭看文字就能想象出来、但是、有图片是不是更加形象呢？？？

     对于以上的寄存器、在此我稍微提提：免得寄存器大神们产生怨气：好不容易等到你讲我老大ADC，却不把我这些背后的勤劳者给导出来

     好了，那就恕小弟容禀：

     1、ADC状态寄存器(ADC_SR)

     

    2、ADC控制寄存器1(ADC_CR1)

    3、ADC控制寄存器2(ADC_CR2)

       EXTSEL[2:0]：选择启动规则通道组转换的外部事件 (External event select for regular group)

       ALIGN：数据对齐 (Data alignment)

       RSTCAL：复位校准 (Reset calibration)

       CAL：A/D校准 (A/D Calibration)

       CONT：连续转换 (Continuous conversion)

       ADON：开/关A/D转换器 (A/D converter ON / OFF)

    4、ADC采样时间寄存器1(ADC_SMPR1)

       SMPx[2:0]：选择通道x的采样时间 (Channel x Sample time selection)

    5、ADC规则序列寄存器1(ADC_SQR1)

       L[3:0]：规则通道序列长度 (Regular channel sequence length)

       SQ1[4:0]：规则序列中的第1个转换 (1st conversion in regular sequence)（ADC规则序列寄存器3(ADC_SQR3)）

    6、ADC规则数据寄存器(ADC_DR)   

    DATA[15:0]：规则转换的数据 (Regular data)

（由于寄存器过于多，我们就不在这一一列举了哈、、因为我主要是用库，所以寄存器相关的位都不具体介绍了哈、请大家参照中文手册）

   在这里，向大家介绍下：数据对齐：

                                              ALIGN位用于设置对齐方式：右或左；

                                              对于注入通道，转换结果是减去偏移量的值，可以为一个负数，在右对齐时扩展位位符号位。

    那我们现在要怎么来实现呢？？这个问题、相信大家在看了那么多的寄存器之后急迫想要知道的吧、、前面的只是个热身、、接下来步骤如下：

    1、开启ADC1的时钟，由于ADC1是在PA1上，所以同时也要打开PA的时钟，并进行相关的配置、对于这个配置，要把PA1设置成模拟输入，为什么呢？？大家打开中文参考手册可以看到

   

啊哈、、这下子清楚了吧、

   2、复位ADC1,(本人觉得没必要、为什么，待会我会跟你说，留下悬念先)，设置ADC1的分频因子，（记住，这里的ADC的时钟不能超过14MHZ），而且其采样周期长点会好点，

        ADCCLK---最快可达14MHz, 时钟来自经过分频器的PCLK2(2、4、6、8分频)

        整个转换时间 = 采样时间 + 12.5个周期（固定时间）

       在14MHz和采样时间位1.5周期时  转换时间：1μs (14个周期 cycles)

当ADCCLK=14MHz和1.5周期的采样时间：

        TCONV = 1.5 + 12.5 = 14周期 = 14×(1 / (14 × 1000000)) = 1μs

       其采样周期一览表：

    涉及到采样周期、这里来看看转换序列：

    最多达16个转换通道且可以采样不同的顺序排列，不同的采样时间和过采样的可能性。

例如：- 转换通道：1、2、8、4、7、3、11
                            - 不同的采样时间；
                            - Oversampling of channel 7。

3、初始化ADC1的参数、设置ADC1的工作模式和规则序列的相关信息；

       大家通过打开"stm32f10.adc.h"可以看到：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   uint32_t ADC_Mode;                      //设置ADC模式-->独立模式
   
4.   FunctionalState ADC_ScanConvMode;       //设置是否开启扫描模式 --->否
   
5.   FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; //设置是否开启连续转换模式 ---->否
   
6.   uint32_t ADC_ExternalTrigConv;          //设置启动规则转换组转换模式---->软件触发              
   
7.   uint32_t ADC_DataAlign;                 //设置数据对齐方式----->右对齐
   
8.   uint8_t ADC_NbrOfChannel;               //设置规则序列的长度---->顺序进行规则转换的ADC通道数目1
   
9. }ADC_InitTypeDef;

复制代码

  4、使能ADC并校准

注：在设置完了以上信息后，使能AD转换器，执行复位校准和AD校准（这两步校准一定要，否则数据将不准）

还有记住，每次进行校准之后都要等待校准结束，但是通过什么方式知道校准结束呢？

这里是通过获取校准状态来判断是否校准结束，相关的库函数请看代码

      分别的库函数请看待会的代码。（请用比较老外的方式去看，也就是用英语啦，为什么呢？请看下文）

     5、读取AD的值

    当然，这里说读取AD值并不是那么的简单，以上我们只是准备好了AD，还没有设置相关的规则序列通道，采样顺序，以及采样周期，设置完之后启动AD转换就行了、然后才直接读取哈、、

      相关的库函数请看代码、

1. void Adc_Init(void)
   
2. {
   
3. 
   
4.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   
5.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
6. 
   
7.    /* Enable ADC1 and GPIOA clock */
   
8.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
   
9. 
   
10.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//12MHZ
    
11.    
    
12.   /* Configure PA.1 (ADC Channel) as analog input -------------------------*/
    
13.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    
14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    
15.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
16.    
    
17.     //ADC_DeInit(ADC1);//在这里复位被我注释掉了、至于为什么，我待会会说
    
18.    
    
19.       /* ADC1 configuration ------------------------------------------------------*/
    
20.   ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//这里对应上面所讲的配置，在这里就不给出注释了
    
21.   ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    
22.   ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
    
23.   ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    
24.   ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    
25.   ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
    
26.   ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    
27.    
    
28.     /* Enable ADC1 *///知道我为啥要在上面提醒大家要用老外的方式来看了吧、因为这里的注释都是用英文的
    
29.   //请不要以为我装逼，我这样做是有原因的、、原因我待会会说、你也会明白我最初的标题为何那样写
    
30. 
    
31.   ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    
32. 
    
33.   /* Enable ADC1 reset calibration register */   
    
34.   ADC_ResetCalibration(ADC1);
    
35.   /* Check the end of ADC1 reset calibration register */
    
36.   while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    
37. 
    
38.   /* Start ADC1 calibration */
    
39.   ADC_StartCalibration(ADC1);
    
40.   /* Check the end of ADC1 calibration */
    
41.   while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    
42. }

复制代码

1. u16 Get_val(u8 ch)
   
2. {
   
3.     u16 DataValue; //又是英文注释、、啊哈   
   
4. /* ADC1 regular channel14 configuration */
   
5.   ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
   
6.    
   
7.     /* Start ADC1 Software Conversion */
   
8.   ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
   
9.    
   
10.     /* Test if the ADC1 EOC flag is set or not */
    
11.    
    
12.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
    
13. 
    
14.     //FlagStatus Status;
    
15.     //Status = ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC);
    
16.     //while(!Status);---->这样做实现不了、请注意
    
17. /*Returns the ADC1 Master data value of the last converted channel*/
    
18. DataValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
    
19. return DataValue;
    
20. }
    
21. 
    
22. u16 ADC_Get_aveg(u8 ch,u8 n)
    
23. {
    
24. u32 ad_sum = 0;
    
25. u8 i;
    
26. for(i=0;i
27. {
    
28. ad_sum += Get_val(ch);
    
29. delay_ms(5);
    
30. }
    
31. return (ad_sum / n);
    
32. }
    
33. 
    
34. adcx=ADC_Get_aveg(ADC_Channel_1,10);//获取AD数值（0~4095）
    
35. 
    
36. temp=(float)adcx*(3.3/4096);//获取相应的电压值

复制代码

  到了这一步，我们已经完成了AD采集数据的任务、接下来，有人可能有时候会觉得很纳闷，为什么有些人知道要完成特定的功能，它的步骤是怎么样的、为什么我就不知道？？这个问题嘛、、接下来我讲的希望能稍微帮你，也希望你能好好的借鉴、

     步骤小技巧：其实也没啥的、大家知道下载库的文件的时候，里面都有包含每个模块的例子和一个模版、拿ADC这个模块来举例：

   

点击main.c可以看到神奇的一幕：

   大家仔细看看，可以发现在官方给的历程中的步骤里并没有复位ADC的函数，个人觉得所以没有必要去复位当然复位也不是什么坏事哈、看你个人、、看到这、应该明白了我前面的说法了吧、还有、大家应该也注意到了、都是英文的注释、、所以看到这大家也清楚了，前面不是我装逼、、所以呢、其实英语对于我们来说还是很重要的、、那有人问，时钟的分频因子呢？怎么没有设置？？不急哈、、请看：

对于分频因子的设置，也在这个函数里：而这个RCC_Configuration（）在最开始已经使用 了、、

  所以大家要好好利用官方给的历程、说到这、你猜我词穷了吗？

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