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STM32 ADC模数转换器

ai 2025/5/9 0:56:51

一、ADC简介

ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器
ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁
12位逐次逼近型ADC，1us转换时间输入电压范围：0~3.3V，转换结果范围：0~4095
18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源
规则组和注入组两个转换单元
模拟看门狗自动监测输入电压范围
STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道

二、ADC基本框图

三、基本结构

四、输入通道查看

五、触发模式

六、数据对齐，校准

<.对齐

由于ADC是12位的，但是数据寄存器是16位的，所以就需要数据对齐。一般选择右对齐从低到高

<.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

校准过程是固定的配置几条代码

七、代码部分

void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);//配置ADCCLK分频器void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx);//恢复缺损配置 
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);//初始化
void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);//结构体初始化void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);//adc上电
void ADC_DMACmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);//开启DMA输出信号
void ADC_ITConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT, FunctionalState NewState);
//中断输出控制，控制某个中断能不能通往NVIC（基本结构里的中断输出控制）/**************控制校准函数*******************/
void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);//复位校准
FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);//获取复位校准状态
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);//开始校准
FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);//获取开始校准状态//ADC软件开始转换控制，用于软件触发的函数（基本结构里的触发控制）
void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC_TypeDef* ADCx);//获取ADC软件开始状态，没啥用//配置间断模式
void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number);//每隔几个通道间断一次
void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);//是否启用间断模式
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
//ADC规则组通道配置，给16个序列填写指定的通道（1：ADCX,2:指定的通道，3：序列几的位置，4：指定通道的采样时间）//外部触发转换控制，是否允许外部触发转换
void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);//ADC获取转换值
uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);//获取双模式转换值//******************对于注入组的配置****************//void ADC_AutoInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_InjectedDiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_ExternalTrigInjecConv);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_SoftwareStartInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartInjectedConvCmdStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_InjectedChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
void ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Length);
void ADC_SetInjectedOffset(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel, uint16_t Offset);
uint16_t ADC_GetInjectedConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel);
//*************************************************************************************////***********************对于模拟看门狗配置*************************//
void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog);//是否启动看门狗
void ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t HighThreshold, uint16_t LowThreshold);//配置高低阈值
void ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel);//配置看门的通道
void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState);//ADC温度传感器、内部参考电压控制，开启内部的两个通道
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
//获取标志位状态，参数给EOC的标志位，就可以判断EOC是不是置1了（判断转换是否结束）void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);//清除标志位
ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);//获取中断状态
void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);//清除中断挂起位

整体配置代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                     //第一个是结构体类型，后面是它的名字GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AIN;         //模式为模拟输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;            //开启所有端口  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;         //选择50mhzGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//配置序列里的通道(（1：ADCX,2:指定的通道，3：序列几的位置，4：指定通道的采样时间）)ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//ADC转换模式，这里选择独立模式，ADC1和ADC2各自转换ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//左对齐还是右对齐ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//外部触发转换选择，触发控制的触发源选择,这里的参数是外部触发none，也就是不使用外部触发，使用内部触发ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//连续转换模式，非扫描模式ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode =  DISABLE;      //扫描转换模式，单次转换ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel =  1;           //通道数目，ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);//中断和看门狗如果有需要可以在下面配置////*******************//ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//***********对ADC进行校准*****************//ADC_ResetCalibration(ADC1);//复位校准while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);//返回复位校准的状态，一直循环等它硬件清0.说明复位校准完成ADC_StartCalibration(ADC1);//启动校准，内部电路自动进行校准while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);//获取校准状态,等待校准是否完成//	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE); //软件触发转换的函数，ADC开始转换。
}//*****************启动转换，获取结果*****************//uint16_t AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE); //软件触发转换的函数，ADC开始转换。while (ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)==RESET);//获取标志位状态的函数,当EOC标志位等于0时，转换未完成。return ADC_GetConversionValue(ADC1);//ADC获取转换值}/*注：如果想使用连续转换函数，则24行使用enable。软件触发放在上面init就行了。并且获取函数使用下面的uint16_t AD_GetValue(void)
{//	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)==RESET);//获取标志位状态的函数,当EOC标志位等于0时，转换未完成。直接return就行了，不需要一直获取是否转换结束，因为连续转换是一直在进行的。return ADC_GetConversionValue(ADC1);//ADC获取转换值}

主程序代码:

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"uint16_t ADValue;
float Voltage;int main(void)
{OLED_Init();AD_init();OLED_ShowString(1,1,"ADValue:");OLED_ShowString(2,1,"VOlatge:0.00V");while(1){ADValue = AD_GetValue();Voltage = (float )ADValue / 4095 * 3.3;OLED_ShowNum(1,9,ADValue,4);OLED_ShowNum(2,9,Voltage,1);OLED_ShowNum(2,11,(uint16_t)(Voltage*100)%100,2);Delay_ms(100);}}

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