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ADC-数模转换

学习资料：

ADC介绍

ADC 即模拟数字转换器，英文详称 Analog-to-digital converter，可以将外部的模拟信号转换为数字信号。STM32F103 系列最少都拥有 2 个 ADC外设，最多拥有3个ADC外设。

ADC的功能特性:

  • 输入电压: ADC 输入范围 VREF–≤VIN≤VREF+，最终还是由 VREF–、VREF+、VDDA 和 VSSA 决定的,VDDA 和 VREF+接 VCC3.3，而 VSSA 和 VREF-是接地，所以 ADC 的输入范 围即 0~3.3V

  • ADC 可以独立使用，其中 ADC1 和 ADC2 还可以组成双重模式（提高采样率）

  • 在引脚手册中可发现，ADC1和ADC2引脚是重合的，它们可单独使用亦可以组成双重模式

  • 双重模式，在双重模式下中还要很多模式，例如同步规则模式（两个ADC不可同时对一个通道进行采样），快速/慢速交叉模式（可对一个通道进行采样，即ADC2立即启动并且ADC1在延迟7个ADC时钟周期后启动。PS:参考看STM32F103中文参考手册 P166 图34 ）等，PS:还需加深理解 未待完续

  • ADC 是12位逐次逼近型的模拟数字转换器,

  • ADC的分辨率(采样精度)：12位，即电压范围是0v-3.3v的，转换器就会把0v-3.3v平均分成\(\(2^{21} = 4096\)\)份

  • 设转换器所得到的值为数字量为x，所求电压值为y 公式是 $$ y = \cfrac {x}{4096}\times3.3$$

  • 采集的电压为０时，里面的刻度会显示是０，当采集的电压是3.3V时，里面的刻度会显示是$$ 2^{21}-1=4095 $$

  • STM32 的 ADC 最大的转换速率为 1Mhz，也就是转换时间为 1us（在 ADCCLK=14M,采样周期为 1.5 个ADC时钟下得到）

  • 它有 18 个通道，可测量 16 个外部(GPIO)和 2 个内部信号源(温度传感器和内部参考电压)
  • 各通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行

  • ADC 的结果可以 左对齐 或 右对齐 的方式以二进制形式 存储在 32 位数据寄存器中（只有在双重模式下才用到了高16位）

  • 左对齐: 二进制数据放在--> 高位

  • 右对齐: 正常形式放在右边 -->低位
  • ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生
  • ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差
  • 模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值

ADC如何实现数模转换

以ADC0809芯片来讲解STM32内部的ADC外设是如何实现的(因为STM32并没有画出ADC内部结构)，ADC0809是一种典型的独立的8位A/D转换器芯片，广泛应用于计算机、仪器仪表等领域。

ADC0809

DAC：数模转换器，内部使用加权电阻网路来实现的转换 PS:更具体的知识点需要再学习，未待完续

电压比较器：它可以判断两个输入信号的电压的大小关系，然后输出一个电平来表示谁大谁小，它的两个通道一个是待测电压，另一个就是DAC的输出电压

逐次逼近寄存器SAR：通过比较器，我们就使SAR来调节DAC的数值使其逐渐和待测电压近似相等

ADC0809是8位的ADC芯片:采样精度 \(\(2^8 - 1 = 255\)\)，逐步逼近法采用2分法，在二进制上的表现就像0~255进行判断，总共找至少找8次就会找到值

  1. 1000 0000 = 128 大了
  2. 0100 0000 = 64 大了
  3. 0010 0000 = 32 小了
  4. 0011 0000 = 48 小了
  5. 0011 1000 = 56 小了
  6. 0011 1100 = 60 小了
  7. 0011 1110 = 62 大了
  8. 0011 1101 = 61 OK

当然如果说第一次就是128 就找到它的值了，那这不是一次就找到了吗？ 听JKD老师将，是从高到底依次判断8位二进制的每一位的位权，所以是 8个ADC的周期 也就是 虽然第一次就 OK了 但是还是需要 将接下来的每一位都进行判断 (我不是特别理解嗷) 所以下文中 12位的ADC 的 12 + 0.5个周期是采集12位AD时间是固定的(那0.5可能是杂事毕竟一个是理想状态一个是现实情况)

STM32--ADC外设

ADC的结构框图

ADC_Struct

规则通道组：一次性最多选择16个通道，如果一次选择多个通道，最好使用DMA(数据转运小帮手)来配合使用，因为从上图的框图来看，规则通道只有一个数据寄存器，当有新的数据写入时，会覆盖上一次的数据，所以我们应该快速的将上一个通道的数据保存起来

注入通道组：一次性最多选择4个通道，并且可同时保存4个通道的数据，因为注入组有4个数据寄存器

开始转换ADC的信号：有两种，因为DAC经常需要固定时间来转换一次

  • 第一种是：软件触发，即通过用户写入代码来触发开始ADC转换
  • 第二种是：硬件触发，主要是来自于定时器,也可以选择外部中断触发，PS：最好使用定时器的主模式触发，即通过更新事件的TRGO来触发，因为这样就不会频繁的进入中断来影响主程序的进行

主模式触发DAC的功能：内部硬件在不受程序的控制下实现自动运行，通过更新事件映射到 触发控制器的TRGO 中，然后TRGO直接接到DAC的触发转换引脚上，整个过程不需要软件的的参与(利用中断机制，当某一条件达成，进入中断控制DAC)，实现了硬件的自动化 -- 可参考我的STM32之定时器 - Sakura_Ji - 博客园那一章节的笔记

ADC_STM32Info

ADC的输入通道

ADC_Channel

ADC的规则转换模式

  • EOC 转换结束位 (End of conversion) : 该位由硬件在(规则或注入)通道组转换结束时设置，由软件清除或由读取ADC_DR时清除 0：转换未完成； 1：转换完成。
  • 使用上DMA 切记 进入中断后 不要再使用之前的判断条件来获取数据了 因为 ADC的DR寄存器的读操作会清除EOC（转换结束）标志位,所以ADC的中断服务函数中判断不到EOC标志位（清除了EOC标志位，但ADC的中断服务函数还是可以正常进入的。只是判断不到EOC标志了) 举例:
  • 使用 连续转换非扫描的情况下，之前不使用DMA时 进入中断后 是判断ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_EOC)==SET 然后才获取/更新 数据 但是在你使用 DMA后 它会自动读取数据 无需再使用中断中的这个判断条件再获取了

单次转换非扫描模式

解释:

  • 单次转换：每次转换都需要重新触发控制信号
  • 非扫描：只有第一个序列1的位置有效，也就是只有在序列1位置的通道才是有效的通道

过程展示:

  • 触发转换，ADC会对在序列1中的通道进行模数转换
  • 转换完成后，转换结果将放在数据寄存器里，同时给EOC标志位 置1，转换结束

  • 通过判断EOC标志位是否是1，若标志位为1，可去数据寄存器里读出结果(因为这里就一个通道所以 可认为转换完成即 有数据，但请不要将EOC等同于转换一个通道就会置1，而是将序列表中的通道都转换完成才会置1 它叫 转换完成标志位 不懂请看下面的 单次转换连续模式中的 过程解释)

  • 若想再启动一次转换，需要再触发一次

  • 若想换其它通道进行转换，需在转换之前，把第一个位置的通道改成其他通道

连续转换非扫描模式

解释:

  • 连续转换：在一次转换结束后不会停止，而是立刻开始下一轮的转换，然后一直持续下去，只需要最开始触发一次，就可以一直转换
  • 非扫描：只有第一个序列1的位置有效，也就是只有在序列1位置的通道才是有效的通道

过程展示:

  • 触发转换，只需要触发一次，ADC会对在序列1中的通道进行模数转换
  • 读取的时候不用判断是否结束，直接从数据寄存器读即可

单次转换扫描模式

解释：

  • 单次转换：每次转换都需要重新触发控制信号

  • 扫描模式：现在不仅仅是序列1有效，而是在初始化结构体时由ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel规定了顺序进行规则转换的 ADC 通道的数目(=序列号)，这个数目的取值范围是 1 到 16，那么在触发时就会转换多少个通道，序列中的通道顺序无规定要求，可随意设置

过程展示:

  • 触发转换，ADC会对序列1到序列7(以上图作为示例)中的通道进行模数转换
  • 转换完成(这7个通道都进行转换完成)后，转换结果也只有最后一个通道的 即上图中的 通道6 在数据寄存器里，同时给EOC标志位 置1，转换结束
  • EOC是在这7个通道都转换完成后置才置1(侧面证明了EOC是转换完成标志位，而不是数据寄存器更新标志位)，所以我们需要使用DMA及时将数据移走，防止数据被覆盖，而且在上方的框图中我发现DMA请求信号 从 模数转换器触发的 但是呢 DMA读取数据肯定是从数据寄存器ADC_DR读取的 至于如何判断数据更新了 等DMA更新！ PS:这个地方还需深究等学完DMA看看能不能补充 未待完续
  • 通过判断EOC标志位是否是1，若标志位为1，就可判断所有通道都转换结束了
  • 若想再启动一次转换，需要再触发一次，不读数据记得 软件清0 EOC

连续转换扫描模式

解释：

  • 连续转换：在一次转换结束后不会停止，而是立刻开始下一轮的转换，然后一直持续下去，只需要最开始触发一次，就可以一直转换

  • 扫描模式：现在不仅仅是序列1有效，而是在初始化结构体时由ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel规定了顺序进行规则转换的 ADC 通道的数目(=序列号)，这个数目的取值范围是 1 到 16，那么在触发时就会转换多少个通道，序列中的通道顺序无规定要求，可随意设置

过程解释:

  • 触发转换，只需要触发一次，ADC会对序列1到序列7(以上图作为示例)中的通道进行模数转换
  • 使用DMA进行读取数据

ADC的触发控制

ADC_Trigger

以上就是ADC1，2的规则通道开始转换信号

ADC的数据处理

ADC_DataHandle

  • 右对齐读数据寄存器，就是转换结果

  • 左对齐读取数据寄存器，比实际大16倍 PS: 因为2进制中左移1位 就是 数据乘以2倍

  • 左对齐应用：不想要这么高的分辨率，你觉得0-4095数太大了，左对齐后取高八位即可，就从12位的ADC退化为8位的ADC精度了

ADC的转换时间

  • 不需要非常高的转换频率，可以将此时间忽略

  • AD转换的步骤：1.采样，2.保持，3.量化，4.编码

  • STM32 ADC的总转换时间为： TCONV = 采样时间(采样+保持时间) + 12.5个ADC周期(12位的ADC需要12个周期 +0.5做其它事情的周期 )

  • 采样+保持时间越长，毛刺现象干扰越低，但是会使转换时间增加

  • 例如：当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5个ADC周期 ：TCONV = 1.5 + 12.5 = 14个ADC周期 = 1μs

ADC的自校准

  • ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差

  • 建议在每次上电后执行一次校准

  • 启动校准前， ADC必须处于关电状态超过至少两个ADC时钟周期

ADC的相关应用电路

ADC_Apply

  • 电位器产生一个可调的电压的电路

中间的滑动端可以输出一个0~3.3伏可调的电压

  • 分压方法输出传感器阻值的电路
  • 传感器输出电压的电路，例如光敏电阻、热敏电阻、红外接头管、麦克风等都可以等效为一个可变电阻
  • 那电阻阻值得通过和一个固定电阻串联分压，来得到一个反应电阻值电压的电路
  • 当传感器阻止变小时，下拉作用变强，输出端电压就下降
  • 传当感器组织变大时，下拉作用变弱，输出端受上拉电阻的作用，电压就会升高
  • 固定电阻建议选择和传感器阻值相近的电阻，才可以得到一个位于中间电压区域，比较好的输出
  • 此处传感器和固定电阻的位置也调换，输出电压的极性就反过来了
  • 简单的电压转换电路
  • 由于ADC只能接收0~3.3V的电压，但是想测一个0-5V的VIN电压，就可以搭建第三种电路
  • 使用电阻分压，上面阻值17K，下面阻值33K，加一起50K，
  • 中间的电压就是VIN/50K*33K,得到的电压范围就是0-3.3伏,就可以进入ADC转换了
  • 想要其他范围（如5V、10V）的VIN电压可类似操作，电压再高一点就不建议了，不安全

ADC的实战演习

单次(连续)转换非扫描模式 -- 电位器

代码为单次转换，连续转换的方法写在了最后，只需要改动三个地方即可，很简单。

ADC.h

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#ifndef  __ADC_H__//如果没有定义了则参加以下编译
#define  __ADC_H__//一旦定义就有了定义 所以 其目的就是防止模块重复编译

#include "stm32f10x.h" 

void Adc_Init(void);
uint16_t Adc_Getval(void);
#endif  //结束编译

ADC.c

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#include "ADC.h"

void Adc_Init(void)
{
  /*1.开启ADC和GPIO的时钟*/
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//使能时钟A和ADC1时钟

  RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//设置ADC预分频 -- ADC的输入时钟不得超过14M -- 此处是6分频 ADC 12MHZ
  /*2.初始化GPIOA*/
  //为初始化GPIO函数做准备
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//设置PA0引脚 -- 也就是ADC1通道0的位置

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN ;//设置GPIO为模拟输入

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;//设置输出速度为50MHZ
  //初始化函数↓
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化
  /*2.选择转换的通道*/
  /*选择规则组通道 -- 将第0个通道 放到 序列1上  -- 因为我们选择非扫描模式 所以要放到序列1上*/
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//第四个参数是采样时间 -- 如果需要稳定转换 选采样时间长 本示例中无所谓 选择55.5个ADCCLK的采样时间
  /*3.ADC初始化*/
  ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 

  ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //使用独立模式

  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //是否开启扫描模式--否

  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //选择连续转换还是单次转换

  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//不使用外部触发 -- 使用软件触发

  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //数据对齐--选择右对齐

  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//这个参数只有在扫描模式才有用 -- 选择通道数目(在非扫描模式下只有序列1才有用)

  ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); 
  /*4.开启ADC--上电*/
  ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); 
  /*5.开启ADC校准*/
  ADC_ResetCalibration(ADC1); //上电复位校准
  /*
   *RSTCAL：复位校准 (Reset calibration) 
   *该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。
   *0：校准寄存器已初始化；
   *1：初始化校准寄存器。
   *注：如果正在进行转换时设置RSTCAL，清除校准寄存器需要额外的周期。
  */
  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2) == SET){}//获取复位校准后的状态 如果还是1 说明还没有校准成功 则一直等待
  ADC_StartCalibration(ADC1);//开启校准
  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)==SET){}//获取校准状态 等待校准完成

}

uint16_t Adc_Getval(void)
{
  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发
  /*
   *EOC：转换结束位 (End of conversion) 
   *该位由硬件在(规则或注入)通道组转换结束时设置，由软件清除或由读取ADC_DR时清除
   *0：转换未完成；
   *1：转换完成。
  */
  while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET){} //等待转换结束 --> 55.5+12.5=68ADCCLK -->1/12MHZ*68 ~ 5.6微秒
  return ADC_GetConversionValue(ADC1);//返回  近一次 ADC1 规则组的转换结果
}

main.c

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "ADC.h"

uint16_t ADCvalue;//ADC返回的值
float Volatge;//转换成电压
int main(void)
{
  OLED_Init();
  Adc_Init();

  OLED_ShowString(1,1,"ADCValue:");
  OLED_ShowString(2,1,"Voltage:0.00V");
  while(1)
  {
    ADCvalue = Adc_Getval();
    Volatge = (float)ADCvalue / 4095 *3.3;//不必要太纠结4095 对应3.3V还是4096 -- 0~4095 = 4096
    OLED_ShowNum(1,10,ADCvalue,4);
    OLED_ShowNum(2,9,Volatge,1);//因为OLED.c中未包含显示小数的函数 所以折中了这种办法
    OLED_ShowNum(2,11,(uint16_t)(Volatge * 100 )% 100,2);
    Delay_ms(100);
  }
}

如果要转换成 连续模式 只需要

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ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //选择连续转换
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ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发 --将这个函数写到初始化函数Adc_Init的最后

while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET){}//注释掉 等待转换结束这个判断 -- 无需判断直接读值

单次(连续)转换非扫描模式 -- 多通道转换

本章节不使用DMA这个数据转存小帮手，所以不使用扫描模式，因为EOC是在所有有效通道都转换完成才置1，而转换完成其它的通道时既没有标志位也没有中断的产生，所以不好判断是否这个通道转换完了，所以下方的代码采用单次非扫描模式，采用每次触发前改变通道

ADC.h

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#ifndef  __ADC_H__//如果没有定义了则参加以下编译
#define  __ADC_H__//一旦定义就有了定义 所以 其目的就是防止模块重复编译

#include "stm32f10x.h" 

void Adc_Init(void);
uint16_t Adc_Getval(uint8_t ADC_Channel);
#endif  //结束编译

ADC.c

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#include "ADC.h"

void Adc_Init(void)
{
  /*1.开启ADC和GPIO的时钟*/
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//使能时钟A和ADC1时钟

  RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//设置ADC预分频 -- ADC的输入时钟不得超过14M -- 此处是6分频 ADC 12MHZ
  /*2.初始化GPIOA*/
  //为初始化GPIO函数做准备
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;//设置PA0，1，2，3引脚 -- 也就是ADC1通道0，1，2，3的位置

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN ;//设置GPIO为模拟输入

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;//设置输出速度为50MHZ
  //初始化函数↓
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化

  /*2.ADC初始化*/
  ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 

  ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //使用独立模式

  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //是否开启扫描模式--否

  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //选择连续转换还是单次转换

  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//不使用外部触发 -- 使用软件触发

  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //数据对齐--选择右对齐

  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//这个参数只有在扫描模式才有用 -- 选择通道数目(在非扫描模式下只有序列1才有用)

  ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); 
  /*3.开启ADC--上电*/
  ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); 
  /*4.开启ADC校准*/
  ADC_ResetCalibration(ADC1); //上电复位校准
  /*
   *RSTCAL：复位校准 (Reset calibration) 
   *该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。
   *0：校准寄存器已初始化；
   *1：初始化校准寄存器。
   *注：如果正在进行转换时设置RSTCAL，清除校准寄存器需要额外的周期。
  */
  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2) == SET){}//获取复位校准后的状态 如果还是1 说明还没有校准成功 则一直等待
  ADC_StartCalibration(ADC1);//开启校准
  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)==SET){}//获取校准状态 等待校准完成

}

uint16_t Adc_Getval(uint8_t ADC_Channel)
{
   /*选择转换的通道*/
  /*选择规则组通道 因为我们选择非扫描模式 所以要放到序列1上*/
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发
  /*
   *EOC：转换结束位 (End of conversion) 
   *该位由硬件在(规则或注入)通道组转换结束时设置，由软件清除或由读取ADC_DR时清除
   *0：转换未完成；
   *1：转换完成。
  */
  while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET){} //等待转换结束 --> 55.5+12.5=68ADCCLK -->1/12MHZ*68 ~ 5.6微秒
  return ADC_GetConversionValue(ADC1);//返回  近一次 ADC1 规则组的转换结果
}

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "ADC.h"

uint16_t Adc0,Adc1,Adc2,Adc3;
int main(void)
{
  OLED_Init();
  Adc_Init();

  OLED_ShowString(1,1,"ADC0:");
  OLED_ShowString(2,1,"ADC1:");
  OLED_ShowString(3,1,"ADC2:");
  OLED_ShowString(4,1,"ADC3:");
  while(1)
  {
    Adc0 = Adc_Getval(ADC_Channel_0);//电阻器
    Adc1 = Adc_Getval(ADC_Channel_1);//光敏传感器
    Adc2 = Adc_Getval(ADC_Channel_2);//热敏传感器
    Adc3 = Adc_Getval(ADC_Channel_3);//反射式红外传感器

    OLED_ShowNum(1,6,Adc0,4);
    OLED_ShowNum(2,6,Adc1,4);
    OLED_ShowNum(3,6,Adc2,4);
    OLED_ShowNum(4,6,Adc3,4);

    Delay_ms(100);
  }
}

ADC库函数

**Table 1. ADC 固件库函数 **

函数名 描述
ADC_DeInit根据 将外设 ADCx 的全部寄存器重设为缺省值
ADC_Init ADC_InitStruct 中指定的参数初始化外设 ADCx 的寄存器
ADC_StructInit 把 ADC_InitStruct 中的每一个参数按缺省值填入
ADC_Cmd 使能或者失能指定的 ADC
ADC_DMACmd 使能或者失能指定的 ADC 的 DMA 请求
ADC_ITConfig 使能或者失能指定的 ADC 的中断
ADC_ResetCalibration 重置指定的 ADC 的校准寄存器
ADC_GetResetCalibrationStatus 获取 ADC 重置校准寄存器的状态
ADC_StartCalibration 开始指定 ADC 的校准程序
ADC_GetCalibrationStatus 获取指定 ADC 的校准状态
ADC_SoftwareStartConvCmd 使能或者失能指定的 ADC 的软件转换启动功能
ADC_GetSoftwareStartConvStatus 获取 ADC 软件转换启动状态
ADC_DiscModeChannelCountConfig 对 ADC 规则组通道配置间断模式
ADC_DiscModeCmd 使能或者失能指定的 ADC 规则组通道的间断模式
ADC_RegularChannelConfig 设置指定 ADC 的规则组通道，设置它们的转化顺序和采样时间
ADC_ExternalTrigConvConfig 使能或者失能 ADCx 的经外部触发启动转换功能
ADC_GetConversionValue 返回 近一次 ADCx 规则组的转换结果
ADC_GetDuelModeConversionValue 返回 近一次双 ADC 模式下的转换结果
ADC_AutoInjectedConvCmd 使能或者失能指定 ADC 在规则组转化后自动开始注入组转换
ADC_InjectedDiscModeCmd 使能或者失能指定 ADC 的注入组间断模式
ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig 配置 ADCx 的外部触发启动注入组转换功能
ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd 使能或者失能 ADCx 的经外部触发启动注入组转换功能
ADC_SoftwareStartinjectedConvCmd 使能或者失能 ADCx 软件启动注入组转换功能
ADC_GetsoftwareStartinjectedConvStatus 获取指定 ADC 的软件启动注入组转换状态
ADC_InjectedChannleConfig 设置指定 ADC 的注入组通道，设置它们的转化顺序和采样时间
ADC_InjectedSequencerLengthConfig 设置注入组通道的转换序列长度
ADC_SetinjectedOffset 设置注入组通道的转换偏移值
ADC_GetInjectedConversionValue 返回 ADC 指定注入通道的转换结果
ADC_AnalogWatchdogCmd 使能或者失能指定单个/全体，规则/注入组通道上的模拟看门狗
ADC_AnalogWatchdongThresholdsConfig 设置模拟看门狗的高/低阈值
ADC_AnalogWatchdongSingleChannelCon fig 对单个 ADC 通道设置模拟看门狗
ADC_TampSensorVrefintCmd 使能或者失能温度传感器和内部参考电压通道
ADC_GetFlagStatus 检查制定 ADC 标志位置 1 与否
ADC_ClearFlag 清除 ADCx 的待处理标志位
ADC_GetITStatus 检查指定的 ADC 中断是否发生
ADC_ClearITPendingBit 清除 ADCx 的中断待处理位

函数 RCC_ADCCLKConfig

函数名 RCC_ADCCLKConfig
函数原形 void ADC_ADCCLKConfig(u32 RCC_ADCCLKSource)
功能描述 设置 ADC 时钟（ADCCLK）
输入参数 RCC_ADCCLKSource: 定义 ADCCLK，该时钟源自 APB2 时钟（PCLK2）参阅 Section：RCC_ADCCLKSource 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

RCC_ADCCLKSource 该参数设置了ADC时钟（ADCCLK），Table 362. 给出了该参数可取的值。

Table 2. RCC_ADCCLKSource 值

RCC_ADCCLKSource 描述
RCC_PCLK2_Div2 ADC 时钟 = PCLK / 2
RCC_PCLK2_Div4 ADC 时钟 = PCLK / 4
RCC_PCLK2_Div6 ADC 时钟 = PCLK / 6
RCC_PCLK2_Div8 ADC 时钟 = PCLK / 8

例： 

1
2
3
/* Configure ADCCLK such as ADCCLK = PCLK2/6 */ 

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

函数 ADC_RegularChannelConfig

Table 3. 函数 ADC_RegularChannelConfig

函数名 ADC_RegularChannelConfig
函数原形 void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, u8 ADC_Channel, u8 Rank, u8 ADC_SampleTime)
功能描述 设置指定 ADC 的规则组通道，设置它们的转化顺序和采样时间
输入参数 1 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输入参数 2 ADC_Channel：被设置的 ADC 通道参阅章节 ADC_Channel 查阅更多该参数允许取值范围
输入参数 3 Rank：规则组采样顺序。取值范围 1 到 16。
输入参数 4 ADC_SampleTime：指定 ADC 通道的采样时间值参阅章节 ADC_SampleTime 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

ADC_Channel

参数 ADC_Channel 指定了通过调用函数 ADC_RegularChannelConfig 来设置的 ADC 通道。Table 26. 列举了 ADC_Channel 可取的值：

Table 4. ADC_Channel 值

ADC_Channel 描述
ADC_Channel_0 选择 ADC 通道 0
ADC_Channel_1 选择 ADC 通道 1
ADC_Channel_2 选择 ADC 通道 2
ADC_Channel_3 选择 ADC 通道 3
ADC_Channel_4 选择 ADC 通道 4
ADC_Channel_5 选择 ADC 通道 5
ADC_Channel_6 选择 ADC 通道 6
ADC_Channel_7 选择 ADC 通道 7
ADC_Channel_8 选择 ADC 通道 8
ADC_Channel_9 选择 ADC 通道 9
ADC_Channel_10 选择 ADC 通道 10
ADC_Channel_11 选择 ADC 通道 11
ADC_Channel_12 选择 ADC 通道 12
ADC_Channel_13 选择 ADC 通道 13
ADC_Channel_14 选择 ADC 通道 14
ADC_Channel_15 选择 ADC 通道 15
ADC_Channel_16 选择 ADC 通道 16
ADC_Channel_17 选择 ADC 通道 17

ADC_SampleTime

ADC_SampleTime 设定了选中通道的 ADC 采样时间。Table 27. 列举了 ADC_SampleTime 可取的值：

Table 5. ADC_SampleTime 值：

ADC_SampleTime 描述
ADC_SampleTime_1Cycles5 采样时间为 1.5 周期
ADC_SampleTime_7Cycles5 采样时间为 7.5 周期
ADC_SampleTime_13Cycles5 采样时间为 13.5 周期
ADC_SampleTime_28Cycles5 采样时间为 28.5 周期
ADC_SampleTime_41Cycles5 采样时间为 41.5 周期
ADC_SampleTime_55Cycles5 采样时间为 55.5 周期
ADC_SampleTime_71Cycles5 采样时间为 71.5 周期
ADC_SampleTime_239Cycles5 采样时间为 239.5 周期

例： 

1
2
3
4
5
6
7
/* Configures ADC1 Channel2 as: first converted channel with an 7.5 cycles sample time */ 

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_7Cycles5); 

/* Configures ADC1 Channel8 as: second converted channel with an 1.5 cycles sample time */ 

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_8, 2, ADC_SampleTime_1Cycles5);

函数 ADC_Init

Table 6. 函数 ADC_Init

函数名 ADC_Init
函数原形 void ADC_Init(ADC_TypeDef ADCx, ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct)
功能描述 根据 ADC_InitStruct 中指定的参数初始化外设 ADCx 的寄存器
输入参数 1 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输入参数 2 ADC_InitStruct：指向结构 ADC_InitTypeDef 的指针，包含了指定外设 ADC 的配置信息参阅：4.2.3 ADC_StructInit 获得 ADC_InitStruct 值的完整描述
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

结构体ADC_InitTypeDef structure

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
//ADC_InitTypeDef 定义于文件“stm32f10x_adc.h”： 

typedef struct 

{ 
u32 ADC_Mode; 
FunctionalState ADC_ScanConvMode;
FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;
u32 ADC_ExternalTrigConv; 
u32 ADC_DataAlign;
u8 ADC_NbrOfChannel; 
} ADC_InitTypeDef

参数 ADC_Mode

ADC_Mode 设置 ADC 工作在独立或者双 ADC 模式。参阅 Table 8.获得这个参数的所有成员。

Table 4. 函数 ADC_Mode 定义

ADC_Mode 描述
ADC_Mode_Independent ADC1 和 ADC2 工作在独立模式
ADC_Mode_RegInjecSimult ADC1 和 ADC2 工作在同步规则和同步注入模式
ADC_Mode_RegSimult_AlterTrig ADC1 和 ADC2 工作在同步规则模式和交替触发模式
ADC_Mode_InjecSimult_FastInterl ADC1 和 ADC2 工作在同步规则模式和快速交替模式
ADC_Mode_InjecSimult_SlowInterl ADC1 和 ADC2 工作在同步注入模式和慢速交替模式
ADC_Mode_InjecSimult ADC1 和 ADC2 工作在同步注入模式
ADC_Mode_RegSimult ADC1 和 ADC2 工作在同步规则模式
ADC_Mode_FastInterl ADC1 和 ADC2 工作在快速交替模式
ADC_Mode_SlowInterl ADC1 和 ADC2 工作在慢速交替模式
ADC_Mode_AlterTrig ADC1 和 ADC2 工作在交替触发模式

参数 ADC_ScanConvMode

ADC_ScanConvMode 规定了模数转换工作在扫描模式（多通道）还是单次（单通道）模式。可以设置这个参数为 ENABLE 或者 DISABLE。

参数 ADC_ContinuousConvMode

ADC_ContinuousConvMode 规定了模数转换工作在连续还是单次模式。可以设置这个参数为 ENABLE 或者 DISABLE。

参数 ADC_ExternalTrigConv

ADC_ExternalTrigConv 定义了使用外部触发来启动规则通道的模数转换，这个参数可以取的值见 Table 9.

Table 9. ADC_ExternalTrigConv 定义表

ADC_ExternalTrigConv 描述
ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1 选择定时器 1 的捕获比较 1 作为转换外部触发
ADC_ExternalTrigConv_T1_CC2 选择定时器 1 的捕获比较 2 作为转换外部触发
ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3 选择定时器 1 的捕获比较 3 作为转换外部触发
ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2 选择定时器 2 的捕获比较 2 作为转换外部触发
ADC_ExternalTrigConv_T3_TRGO 选择定时器 3 的 TRGO 作为转换外部触发
ADC_ExternalTrigConv_T4_CC4 选择定时器 4 的捕获比较 4 作为转换外部触发
ADC_ExternalTrigConv_Ext_IT11 选择外部中断线 11 事件作为转换外部触发
ADC_ExternalTrigConv_None 转换由软件而不是外部触发启动

参数 ADC_DataAlign

ADC_DataAlign 规定了 ADC 数据向左边对齐还是向右边对齐。这个参数可以取的值见 Table 10.

Table 10. ADC_DataAlign 定义表

ADC_DataAlign 描述
ADC_DataAlign_Right ADC 数据右对齐
ADC_DataAlign_Left ADC 数据左对齐

参数 ADC_NbrOfChannel

ADC_NbreOfChannel 规定了顺序进行规则转换的 ADC 通道的数目。这个数目的取值范围是 1 到 16。

例： 

 1
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 3
 4
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 6
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14
15
16
17
/* Initialize the ADC1 according to the ADC_InitStructure members */ 

ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; 

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; 

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; 

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_Ext_IT11;

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; 

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 16;

ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

注意：为了能够正确地配置每一个 ADC 通道，用户在调用 ADC_Init()之后，必须调用 ADC_ChannelConfig() 来配置每个所使用通道的转换次序和采样时间。

函数 ADC_Cmd

Table 13. 函数 ADC_Cmd

函数名 ADC_Cmd
函数原形 void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)
功能描述 使能或者失能指定的 ADC
输入参数 1 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输入参数 2 NewState：外设 ADCx 的新状态这个参数可以取：ENABLE 或者 DISABLE
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

例： 

1
2
3
/* Enable ADC1 */ 

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

注意：函数 ADC_Cmd 只能在其他 ADC 设置函数之后被调用。

函数 ADC_ResetCalibration

Table 17. 函数 ADC_ResetCalibration

函数名 ADC_ResetCalibration
函数原形 void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx)
功能描述 重置指定的 ADC 的校准寄存器
输入参数 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

例： 

1
2
3
/* Reset the ADC1 Calibration registers */

ADC_ResetCalibration(ADC1);

函数 ADC_GetResetCalibrationStatus

函数名 ADC_ GetResetCalibrationStatus
函数原形 FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx)
功能描述 获取 ADC 重置校准寄存器的状态
输入参数 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输出参数 无
返回值 ADC 重置校准寄存器的新状态（SET 或者 RESET）
先决条件 无
被调用函数 无

例： 

1
2
3
4
5
/* Get the ADC2 reset calibration registers status */ 

FlagStatus Status; 

Status = ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2);

函数 ADC_StartCalibration

Table 19. 函数 ADC_StartCalibration

函数名 ADC_StartCalibration
函数原形 void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx)
功能描述 开始指定 ADC 的校准状态
输入参数 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

例： 

1
2
3
/* Start the ADC2 Calibration */

ADC_StartCalibration(ADC2);

函数 ADC_GetCalibrationStatus

Table 20. 函数 ADC_GetCalibrationStatus

函数名 ADC_GetCalibrationStatus
函数原形 FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx)
功能描述 获取指定 ADC 的校准程序
输入参数 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输出参数 无
返回值 ADC 校准的新状态（SET 或者 RESET）
先决条件 无
被调用函数 无

例： 

1
2
3
4
5
/* Get the ADC2 calibration status */ 

FlagStatus Status; 

Status = ADC_GetCalibrationStatus(ADC2);

函数 ADC_SoftwareStartConvCmd

Table 21. 函数 ADC_SoftwareStartConvCmd

函数名 ADC_SoftwareStartConvCmd
函数原形 void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)
功能描述 使能或者失能指定的 ADC 的软件转换启动功能
输入参数 1 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输入参数 2 NewState：指定 ADC 的软件转换启动新状态这个参数可以取：ENABLE 或者 DISABLE
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

例： 

1
2
3
/* Start by software the ADC1 Conversion */ 

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //软件触发

函数 ADC_GetFlagStatus

Table 48. 函数 ADC_GetFlagStatus

函数名 ADC_GetFlagStatus
函数原形 FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, u8 ADC_FLAG)
功能描述 检查制定 ADC 标志位置 1 与否
输入参数 1 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输入参数 2 ADC_FLAG：指定需检查的标志位 参阅章节 ADC_FLAG 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数 无
返回值 无
先决条件 无
被调用函数 无

ADC_FLAG

Table 49. 给出了 ADC_FLAG 的值

Table 49. ADC_FLAG 的值

ADC_AnalogWatchdog 描述
ADC_FLAG_AWD 模拟看门狗标志位
ADC_FLAG_EOC 转换结束标志位
ADC_FLAG_JEOC 注入组转换结束标志位
ADC_FLAG_JSTRT 注入组转换开始标志位
ADC_FLAG_STRT 规则组转换开始标志位

例： 

1
2
3
4
5
/* Test if the ADC1 EOC flag is set or not */ 

FlagStatus Status; 

Status = ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC);

函数 ADC_GetConversionValue

Table 29. 函数 ADC_GetConversionValue

函数名 ADC_GetConversionValue
函数原形 u16 ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)
功能描述 返回 近一次 ADCx 规则组的转换结果
输入参数 ADCx：x 可以是 1 或者 2 来选择 ADC 外设 ADC1 或 ADC2
输出参数 无
返回值 转换结果
先决条件 无
被调用函数 无

例： 

1
2
3
4
/*Returns the ADC1 Master data value of the last converted channel*/
u16 DataValue; 

DataValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
最后更新: October 2, 2023
创建日期: September 28, 2023

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