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STM32教程：ADC原理及程序（基于STM32F103C8T6最小系统板标准库开发）*详细教程*

news 来源：原创 2025/5/5 8:02:19

前言：

本文章介绍了STM32微控制器的ADC外设，介绍了ADC的底层原理以及基本结构，介绍了ADC有关的标准库函数，以及如何编写代码实现ADC对电位器电压的读取。

可以根据基本结构图来编写代码

大体流程：

1、开启RCC时钟（包括ADC和GPIO的时钟，另外ADCCLK的分频器，也需要配置）

2、配置GPIO（把需要用的GPIO配置成模拟输入模式）

3、配置多路开关（把左边的通道接入到右边的规则组列表里）

4、配置ADC转换器（用库函数结构体）

5、如果需要模拟看门狗和中断，也可以配置

6、开关控制，调用ADC_Cmd函数，开启ADC（如果需要，还可以开启校准）

ADC相关库函数介绍

1）ADCCLK的配置库函数，在rcc.h

这个函数是用来配置ADCCLK分频器的（它可以对APB2的72MHz时钟选择2、4、6、8分频，输入到ADCCLK）

void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);

2）ADC的配置库函数，在adc.h

恢复出厂配置、初始化、结构体初始化

void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);
void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);

用于给ADC上电

void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

开启DMA输出信号（如果使用DMA转运数据，就得调用这个函数）

void ADC_DMACmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

中断输出控制

void ADC_ITConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT, FunctionalState NewState);

用于控制校准的函数：复位校准、获取复位校准状态、开始校准，获取开始校准状态（在ADC初始化之后，可以依次调用）

void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);

ADC软件开始转换控制，这个就是用于软件触发的函数了，调用一下，就可以软件触发转化了

void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

用于配置间断模式：第一个函数：每个几个通道间断一次、第二个函数：是否启用间断模式

void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number);
void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

ADC规则组通道配置（给序列的每个位置填写指定的通道）

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);

ADC外部触发转换控制（就是是否允许外部触发转换）

void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

ADC获取转换值（获取AD转换的数据寄存器，读取转换结果就要使用这个函数）

uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);

ADC获取双模式转换值（这个是双ADC模式读取转换结果的函数）

uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);

以上这些函数就是对ADC的一些基本功能和规则组的配置

下面这些函数里面都带了一个Injected，就是注入组的意思（所以下面一大批函数都是对ADC注入组进行配置的）

这三个函数对模拟看门狗进行配置。

第一个：是否启动模拟看门狗。第二个：配置高低阈值。第三个：配置看门的通道

void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog);
void ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t HighThreshold, uint16_t LowThreshold);
void ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel);

ADC温度传感器、内部参考电压控制（用来开启内部的两个通道）

void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState);

最后四个函数：

第一个：获取标志位状态。第二个：清除标志位。第三个：获取中断状态。第四个：清除中断挂起位

FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);
void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);

详细步骤

创建AD.c文件，编写ADC配置函数

1、开启RCC时钟

    /*开启RCC时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); /*配置ADCCLK预分频为6分频   ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

2、配置GPIO（把需要用的GPIO配置成模拟输入模式）

	/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;  // 模拟输入模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);						//将PA0引脚初始化

3、配置多路开关（把左边的通道接入到右边的规则组列表里）

	/*选择规则组输入通道*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);

4、配置ADC转换器（用库函数结构体）

这里配置包括ADC是单次转换还是多次转换，扫描还是非扫描，有几个通道，触发源，数据对齐、

	/*初始化配置ADC*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;// 数据对齐，右对齐ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不使用外部触发源，使用软件触发ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;// 连续转换模式:单次ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   //扫描转换模式:不扫描ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;  //通道数目(指定在扫描模式下，总共会用到几个通道)ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);

5、中断和模拟看门狗（这里暂时不需要，所以不开启）

6、开关控制，调用ADC_Cmd函数，开启ADC（如果需要，还可以开启校准）

	/*开启ADC电源*/ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

校准

    /*校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1);  //开始复位校准while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //获取复位校准状态，等待校准完成ADC_StartCalibration(ADC1);// 开启校准while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //获取校准状态，等待校准是否完成

封装函数，获取转换结果

uint16_t AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);    //软件触发转换while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC) == RESET);	//获取转换标志位return ADC_GetConversionValue(ADC1);      //获取转换结果
}

这样子AD.c的代码就编写完了

再在头文件里声明一下函数

#ifndef __AD_H
#define __AD_Hvoid AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(void);#endif

最后在主文件main.c调用函数，实现ADC单通道的读取

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"uint16_t ADValue;
float Voltage;int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init();		//OLED初始化AD_Init();OLED_ShowString(1,1,"ADValue:");OLED_ShowString(2,1,"Voltage: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);}
}

接线图

附录（源代码）：

AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_Init(void)
{/*开启RCC时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);  /*配置ADCCLK预分频为6分频   ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;  // 模拟输入模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);						//将PA0引脚初始化/*选择规则组输入通道*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);/*初始化配置ADC*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;   // 独立模式ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;// 数据对齐，右对齐ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不使用外部触发源，使用软件触发ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;// 连续转换模式:单次ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   //扫描转换模式:不扫描ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;  //通道数目(指定在扫描模式下，总共会用到几个通道)ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);/*开启ADC电源*/ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);/*校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1);  //开始复位校准while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //获取复位校准状态，等待校准完成ADC_StartCalibration(ADC1);// 开启校准while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);  //获取校准状态，等待校准是否完成
}uint16_t AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);    //软件触发转换while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC) == RESET);	//获取转换标志位return ADC_GetConversionValue(ADC1);      //获取转换结果
}

 AD.h

#ifndef __AD_H
#define __AD_Hvoid AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(void);#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"uint16_t ADValue;
float Voltage;int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init();		//OLED初始化AD_Init();OLED_ShowString(1,1,"ADValue:");OLED_ShowString(2,1,"Voltage: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);}
}

（本文源于江协科技）

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