【stm32f4】ADC实验(stm32hal库)

一、ADC简介

1、概念

        ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）是一种将模拟信号转换为数字信号的电子设备或电路。模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的、由一系列二进制数表示的信号。ADC在电子系统中起着至关重要的作用，因为它允许模拟信号（如声音、温度、压力等）被数字系统（如计算机、微控制器等）处理和分析。

2、ADC分类

        并联比较型，逐次逼近型

3、ADC的主要参数

1. 分辨率：表示ADC能够分辨的最小模拟信号变化，通常以位数表示（如8位、10位、12位等）。分辨率越高，转换精度越高。
2. 采样率：表示ADC每秒钟能够进行多少次采样，单位为Hz。采样率越高，能够处理的信号频率越高。
3. 转换时间：表示ADC完成一次转换所需的时间。
4. 信噪比（SNR）：表示ADC输出信号的质量，信噪比越高，信号质量越好。
5. 输入范围：表示ADC能够处理的模拟信号的最大和最小值。

二、stm32中的ADC

1、简介

2、ADC 主要特性

3、结构图

4、转换序列

stm32中ADC分为 规则组(16) 和 注入组(4)。

5、触发源

外部事件触发

6、转换时间

ADC最大时钟频率为36MHz

ADC转换时间：T = 采样时间+n个周期

                         n与分辨率有关，可取6,8,10,12

三、寄存器

1、状态寄存器 (ADC_SR)

2、控制寄存器 1 (ADC_CR1)

3、控制寄存器 2 (ADC_CR2)

4、ADC 采样时间寄存器 1 (ADC_SMPR1)

5、采样时间寄存器 2 (ADC_SMPR2)

6、注入通道数据偏移寄存器 X (ADC_JOFRx)(x=1..4)

7、看门狗高阈值寄存器 (ADC_HTR)

8、看门狗低阈值寄存器 (ADC_LTR)

9、规则序列寄存器 1 (ADC_SQR1)

10、规则序列寄存器 2 (ADC_SQR2)

11、规则序列寄存器 3 (ADC_SQR3)

12、注入序列寄存器 (ADC_JSQR)

13、注入数据寄存器 x (ADC_JDRx) (x= 1..4)

14、规则数据寄存器 (ADC_DR)

15、通用状态寄存器 (ADC_CSR)

16、通用控制寄存器 (ADC_CCR)

 

17、适用于双重和三重模式的 ADC 通用规则数据寄存器（ADC_CDR)

四、stm32中ADC配置流程

1、配置ADC的工作参数

2、MSP初始化

3、配置ADC相应通道相关参数

4、启动A/D转换

5、等待规则通道转换完成

6、获取规则通道转换结果

五、实验代码

ADC_HandleTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_ChannelConfTypeDef ADC_CHANNEL_CONFIG;void ADC_Init()
{ADC_InitStructure.Instance = ADC1;// 选择 ADC 实例为 ADC1ADC_InitStructure.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;//时钟分频因子 设置 ADC 时钟分频因子为 PCLK 的 4 分频ADC_InitStructure.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;//数据对齐->右对齐ADC_InitStructure.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;//连续转换 禁用连续转换模式（单次转换模式）ADC_InitStructure.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;// 禁用间断转换模式ADC_InitStructure.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;// 禁用 DMA 连续请求模式ADC_InitStructure.Init.EOCSelection = DISABLE;// 禁用 EOC（转换结束）选择模式ADC_InitStructure.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;//触发源 设置外部触发源为软件触发ADC_InitStructure.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;// 设置外部触发边沿为无触发边沿ADC_InitStructure.Init.NbrOfConversion = 1;//规则组个数ADC_InitStructure.Init.NbrOfDiscConversion=0;// 设置间断模式下的转换通道数量为 0ADC_InitStructure.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;//分辨率 12位ADC_InitStructure.Init.ScanConvMode = DISABLE;// 禁用扫描模式（单通道模式）HAL_ADC_Init(&ADC_InitStructure);HAL_ADC_Start(&ADC_InitStructure);
}void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_5;GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}uint16_t GET_ADCx(uint32_t channel)
{uint16_t Val;ADC_CHANNEL_CONFIG.Channel = channel;ADC_CHANNEL_CONFIG.Offset = 0;ADC_CHANNEL_CONFIG.Rank = 1;ADC_CHANNEL_CONFIG.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_480CYCLES;HAL_ADC_ConfigChannel(&ADC_InitStructure,&ADC_CHANNEL_CONFIG);HAL_ADC_Start(&ADC_InitStructure);Val = HAL_ADC_GetValue(&ADC_InitStructure);return Val;
}