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ADCAnalog-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ADC1us转换时间输入电压范围0~3.3V转换结果范围0~409518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有个需求如果光线或温度高于或低于某个阈值就会执行一些操作STM32F103C8T6 ADC资源ADC1、ADC210个外部输入通道 1. 逐次逼近型ADC IN0~IN7通过通道选择开关选中一路输入到比较器进行转换和比较。首先是一个电压比较器它可以判断两个输入信号电压的大小关系输出一个高低电平指示谁大谁大小。 这个比较器有两个输入端一个是待测电压另一个是DAC电压输出端DAC是数模转换器给它一个数据他就能输出数据对应的电压。一个是外部输入端的未知编码电压一个是DAC输出的已知编码电压他们同时输入电压比较器进行大小判断。如果DAC输出的电压比较大就调小DAC数据如果DAC输出电压小就增大DAC数据直到DAC输出的电压和外部通道输入的电压近似相等那么DAC输入的数据就是外部电压的编码数据。 2. STM32ADC框图 使用规则通道配合DMA就可以不用担心数据被覆盖。 EOC是规则组的完成信号JEOC是注入组的完成信号这两个信号都会再状态寄存器里置一个标志位读取标志位就可以知道是否转换结束。 3. ADC基本结构图 4. 输入通道 5. 转换模式
① 单次转换非扫描模式 比如序列1为通道2之后就可以触发转换ADC对通道2进行模数转换过一定的时间后转换完成转换结果放在数据寄存器里同时给EOC标志位置1。 ② 连续转换非扫描模式 连续转换与单次转换不同的是它再一次转换结束后不会停止而是立刻开始下一轮的转换之后一直持续下去。 ③ 单次转换扫描模式 单次转换跟上面的单次转换非扫描模式大致一样但是扫描模式就会用到菜单列表可以连续对选中的位置进行转换转换结果都放在数据寄存器里但为了防止数据被覆盖需要用到DMA及时把数据挪走7个通道转换完成之后产生EOC信号转换结束。 ④ 连续转换扫描模式 6. 触发控制 7. 数据对齐
① 数据右对齐 ② 数据左对齐 12位ADC但数据寄存器有16位就分为数据右对齐和左对齐。一般情况下是选择数据右对齐数据左对齐会让误差变大因为一位就是要乘2进4位就是乘16所以一般不用除非就用简单的判断把数据的高8位取出来舍弃后4位精度。 8. 转换时间
AD转换的步骤采样保持量化编码STM32 ADC的总转换时间为TCONV 采样时间 12.5个ADC周期例如当ADCCLK14MHz采样时间为1.5个ADC周期TCONV 1.5 12.5 14个ADC周期 1μs 9. 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 10. 硬件电路 二、代码部分
1. 单通道配置代码
#include Bsp_ADC.hvoid Bsp_ADC_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); // 1.时钟配置RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); // 2.ADC分频ADC最大14M接近来的时候是72M所以要分频到14M以下GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 3.GPIO配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 4.配置规则组// ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_13, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 相当于填充菜单列表方法ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; // 5.配置ADCADC_InitStructure.ADC_Mode ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign ADC_DataAlign_Right; // 数据对齐ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel 1; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv ADC_ExternalTrigConv_None; // 外部触发转换选择//ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode DISABLE; // 连续转换模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode ENABLE; ADC_Init(ADC1, ADC_InitStructure);ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); // 6.开启ADCADC_ResetCalibration(ADC1); // 7.校准ADCwhile (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) SET);ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // ADC软件启动转换,因为开启了连续转换模式所以只开启一次即可// 如果需要看门狗和中断则需要额外配置(开启看门狗和中断配置)
}uint16_t ADC_GetValue(void)
{//ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // ADC软件启动转换//while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) RESET); // 等待ADC读取EOC标志位为1; 并且也不需要判断标志位了return ADC_GetConversionValue(ADC1); // 返回ADC1的值
} 2. 多通道配置代码
#include Bsp_ADC.hvoid Bsp_ADC_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); // 1.时钟配置RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); // 2.ADC分频ADC最大14M接近来的时候是72M所以要分频到14M以下GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 3.GPIO配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);// ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 4.配置规则组// ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_13, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 相当于填充菜单列表方法ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; // 5.配置ADCADC_InitStructure.ADC_Mode ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign ADC_DataAlign_Right; // 数据对齐ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel 1; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv ADC_ExternalTrigConv_None; // 外部触发转换选择ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode DISABLE; // 连续转换模式// ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode ENABLE; ADC_Init(ADC1, ADC_InitStructure);ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); // 6.开启ADCADC_ResetCalibration(ADC1); // 7.校准ADCwhile (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) SET);// ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // ADC软件启动转换,因为开启了连续转换模式所以只开启一次即可// 如果需要看门狗和中断则需要额外配置(开启看门狗和中断配置)
}/* 读取ADC的每个通道在主程序里读取4次即可完成多通道 */
uint16_t ADC_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // ADC软件启动转换while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) RESET); // 等待ADC读取EOC标志位为1; 并且也不需要判断标志位了ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);return ADC_GetConversionValue(ADC1); // 返回ADC1的值
}
