stm32之ADC

stm32f013c8t6有两个ADC，精度为12位，每个ADC最多有16 个外部通道、2个内部通道（温度传感器、内部参考电压）。实际stm32f013c8t6只有10个通道（IN0-IN9）+ 2个内部通道。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方式存储在16位数据寄存器中。ADC的输入时钟不得超过14MHz（常用12MHz），它是由PCLK2经分

tsc000

3044人浏览 · 2023-09-24 00:17:21

tsc000 · 2023-09-24 00:17:21 发布

ADC是什么？模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter）。

一、ADC概述

stm32f013c8t6有两个ADC，精度为 12 位，每个 ADC 最多有 16 个外部通道、2个内部通道（温度传感器、内部参考电压）。实际stm32f013c8t6只有10个通道（IN0-IN9）+ 2个内部通道。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方式存储在16位数据寄存器中。

ADC的输入时钟不得超过14MHz（常用12MHz），它是由PCLK2经分频产生。

1.1、电压输入范围

ADC 输入范围为：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。由 VREF-、VREF+ 、VDDA 、VSSA、这四个外部引脚决定。一般把 VSSA 和 VREF- 接地，把 VREF+ 和 VDDA 接 3V3，得到 ADC 的输入电压范围为：0~3.3V

1.2、通道

外部的 16 个通道在转换时又分为规则通道和注入通道，其中规则通道最多有 16 路，注入通道最多

有 4 路。

规则通道： 规则通道就是很规矩的意思,常用的就是规则通道

注入通道： 可以理解为VIP，有特权的人，可以插队

1.3、转换顺序

每个ADC 只有一个数据寄存器（DR）， 16 个通道一起共用这个寄存器，所以需要指定规则转换通道的转换顺序。规则通道中的转换顺序由三个寄存器控制：SQR1 、 SQR2 、 SQR3 ，它们都是 32 位寄存器。 SQR 寄存器控制着转换通道的数目和转换顺序，只要在对应的寄存器位SQx 中写入相应的通道，这个通道就是第x 个转换。

注入通道的转换顺序也是通过注入寄存器来控制

1.4、触发源

ADC 转换可以由 ADC_CR2（控制寄存器）的 ADON 这个位来控制，写 1 的时候开始转换，写 0 的时候停止转换。

ADC 还支持触发转换，这个触发包括内部定时器触发和外部 IO 触发。具体选择哪一种触发源，由 ADC_CR2（控制寄存器）的 EXTSEL[2:0] 和 JEXTSEL[2:0] 位来控制

1.5、转换时间

ADC是挂载在APB2总线（PCLK2）上的，经过分频器得到ADC时钟（ADCCLK），最高 14 MHz。

转换时间 = 采样时间 + 12.5 个周期

12.5 个周期是固定的，一般我们设置 PCLK2=72M ，经过 ADC 预分频器能分频到最大的时钟只能

是 12M ，采样周期设置为 1.5 个周期，算出最短的转换时间为 1.17us

1.6、数据寄存器

规则组的数据放在 ADC_DR 寄存器，注入组的数据放在 JDRx 。

1.7、模式

扫描模式

关闭：只转换 ADC_SQRx 或 ADC_JSQR 选中的第一个通道

打开：扫描所有被 ADC_SQRx 或 ADC_JSQR 选中的所有通道

单次转换：

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。

连续转换：转换一次之后，立马进行下一次转换，此模式可通过外部触发启动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动，此时CONT位是1。每个转换后：

● 如果一个规则通道被转换：

─ 转换数据被储存在 16 位的 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

二、单规则通道 case

完整代码

描述: PA0（ADC通道0）接入MQ2(烟雾传感器)的A0口，然后通过串口打印出来

CubeMX主要配置：

main函数主要代码如下：

int main(void)
{
  uint32_t result;
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();

  while (1)
  {
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);
	result = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
	printf("result = %f\r\n", 3.3/4096 * result);
	HAL_Delay(500);
  }
}

2.1、 MX_ADC1_Init

主要是来装配数据，并初始化，两个主要的步骤是HAL_ADC_Init和HAL_ADC_ConfigChannel

void MX_ADC1_Init(void)
{

  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};


  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  // adc 通用配置
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  
  // 规则通道配置
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

2.2、HAL_ADC_Init

2.3、HAL_ADC_ConfigChannel

2.4、HAL_ADC_Start

2.5、HAL_ADC_PollForConversion

以上函数暂时不分析了，等有时间再处理，ADC代码太长了。。。

三、双规则通道 case

完整代码

描述:

PA0（ADC通道0）接入MQ2(烟雾传感器)的A0口，然后通过串口打印出来

PA1（ADC通道1）接入轨迹检测传感器(烟雾传感器)的A0口，然后通过串口打印出来

CubeMX主要配置：

主要代码如下：

int main(void)
{
  uint32_t result;
  uint32_t result1;
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);
  while (1)
  {
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);
	result = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);
	result1 = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
		
	printf("result = %f\r\n", 3.3/4096 * result);
	printf("result1 = %f\r\n", 3.3/4096 * result1);
	HAL_ADC_Stop(&hadc1);
	HAL_Delay(1000);
  }
}

四、双规则通道 case（关闭扫描模式）

完整代码

核心代码如下

uint16_t ADC_Read(uint32_t Channel)
{
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
	sConfig.Channel = Channel;                                         /* 通道 */
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;                              
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;                  /* 采样时间 */
	if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)             
	{
		Error_Handler();
	}
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
	return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}


  while (1)
  {
	result = ADC_Read(ADC_CHANNEL_0);
	result1 = ADC_Read(ADC_CHANNEL_1);
	printf("result = %f\r\n", 3.3/4096 * result);
	printf("result1 = %f\r\n", 3.3/4096 * result1);
	HAL_Delay(1000);
  }

五、注入通道

待补充