单片机 - STM32F407 ADC 模式详解：单次转换、连续转换、扫描模式、非扫描模式
STM32F407 ADC 模式详解：单次转换、连续转换、扫描模式、非扫描模式
前言
在 STM32F407 中，ADC（模数转换器）模块常用于采集模拟信号，比如读取光敏电阻、电压、电流、温度传感器等。STM32 的 ADC 模式较多，初学者常常会混淆：
- 单次转换和连续转换的区别
- 扫描模式和非扫描模式分别用于什么场景
本篇文章将全面讲解 STM32F407 中 ADC 的四种核心工作模式，带你从概念到应用搞懂它们的配置和组合。
一、ADC 模式分类总览
STM32F407 的 ADC 模式可以从两个维度理解：
| 分类方向 | 模式名称 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 转换行为 | 单次转换模式 | 转换一次即停止，不自动继续 |
| 连续转换模式 | 一次启动后自动不断采样 | |
| 通道采样方式 | 扫描模式 | 支持多个通道依次采样 |
| 非扫描模式 | 只采样一个通道 |
这两个方向的模式可以自由组合使用，形成不同的采样逻辑，例如“连续+非扫描”、“单次+扫描”等。
二、单次转换模式（Single Conversion Mode）
详细解释（通俗+专业）
在单次转换模式下，ADC 只进行一次采样与转换，完成后会自动停止。
通俗理解：你按一下按钮，它就采一口“模拟信号”，转成数字值，然后就不动了，想要再采一次，必须手动再触发。
专业说明：
- 控制寄存器：
ADC_CR2.CONT = 0（关闭连续模式） - 触发方式：软件触发或外部事件
- 一次转换后，
EOC（转换完成标志）位置位，ADC停止工作
使用场景示例：
- 需要用户操作或定时器触发时才采样一次，例如测量温度、电压快照等
三、连续转换模式（Continuous Conversion Mode）
详细解释（通俗+专业）
在连续转换模式下，ADC 在启动后会自动不断重复采样，适用于实时性要求较高的场合。
通俗理解：你一打开开关，它就像一个不停喝水的家伙，一直把模拟信号喝进来转成数字，除非你强行关掉它。
专业说明：
- 控制寄存器：
ADC_CR2.CONT = 1（打开连续模式） - 启动后，ADC 会在每次转换完成后，自动立即开始下一次
- 通常配合 DMA 或中断读取，提高效率
使用场景示例：
- 实时电压监控、传感器数据流读取等
四、扫描模式（Scan Mode）
详细解释（通俗+专业）
扫描模式允许 ADC 在一次触发下，自动依次转换多个通道的模拟信号，适用于同时采集多个传感器数据的应用场景。
通俗理解：ADC 就像一个机器人，它按照你设定的清单，依次去采集第1个通道、第2个通道、第3个……直到完成一轮。
专业说明：
- 控制寄存器：
ADC_CR1.SCAN = 1（打开扫描模式） - 转换通道顺序通过
SQR1~SQR3配置，例如通道数量、通道顺序等 - 每个通道转换结果会顺序写入
ADC_DR数据寄存器（通常配合 DMA 搬运）
使用场景示例：
- 项目中使用多个 ADC 输入（如光敏、电压、气体、温度传感器），一次采样全部获取
五、非扫描模式（No Scan Mode）
详细解释（通俗+专业）
非扫描模式是默认模式，表示一次转换只采样一个通道的模拟电压值，适用于只需要采一个信号源的应用场景。
通俗理解：ADC 盯着一个传感器看，一次只测它，不关心其他通道。
专业说明：
- 控制寄存器：
ADC_CR1.SCAN = 0（关闭扫描） - 采样通道由
ADC_SQR3指定，例如ADC_SQR3 = 5表示采样 ADC_IN5 - 数据输出在
ADC_DR寄存器中
使用场景示例：
- 项目中只有一个传感器输入，逻辑简单，代码结构清晰
六、四种模式组合行为汇总
STM32 的这两类模式是可以任意组合的。以下是组合后的行为总结：
| 扫描模式 | 连续模式 | 行为描述 |
|---|---|---|
| 关闭 | 关闭 | 只采一个通道，采一次停止 |
| 关闭 | 开启 | 只采一个通道，自动不断采样 |
| 开启 | 关闭 | 多个通道依次采样，采一轮停止 |
| 开启 | 开启 | 多个通道依次采样，不断重复整个过程 |
这些组合中的“多通道自动轮询”非常适合使用 DMA 自动搬数据，避免主循环里占用 CPU 资源。
七、常见应用组合推荐
| 实际需求 | 推荐配置 |
|---|---|
| 读取一个通道，一次采样 | 非扫描 + 单次转换 |
| 实时读取一个通道 | 非扫描 + 连续转换 |
| 轮流读取多个通道（采一轮） | 扫描 + 单次转换 |
| 连续轮流读取多个通道 | 扫描 + 连续转换 + DMA |
八、示例代码（使用寄存器配置）
以下代码展示了一个连续采样 ADC_IN10 通道的最简初始化配置：
void ADC1_Init(void)
{// 1. 打开时钟RCC->APB2ENR |= (1 << 8); // ADC1 时钟使能RCC->AHB1ENR |= (1 << 0); // GPIOA 时钟使能// 2. 设置PA0为模拟模式（假设IN0）GPIOA->MODER |= (3 << (0 * 2)); // 模拟模式// 3. ADC 配置ADC1->CR1 &= ~(1 << 8); // 关闭扫描模式ADC1->CR2 |= (1 << 1); // 开启连续转换ADC1->SQR3 = 0; // 通道0ADC1->CR2 |= (1 << 0); // 使能ADCADC1->CR2 |= (1 << 30); // 软件启动
}
如果你需要扫描两个通道，配合 DMA，还可以增加以下配置：
ADC1->CR1 |= (1 << 8); // 开启扫描模式
ADC1->SQR1 = (2 - 1) << 20; // 转换2个通道
ADC1->SQR3 = (10 << 0) | (11 << 5); // 第一个是IN10，第二个是IN11
九、结尾总结
STM32F407 的 ADC 模式虽然看起来复杂，但只要掌握以下两点，就能灵活应对各种应用场景：
- 是否连续转换？（转换一次就停 or 一直采样）
- 是否扫描多个通道？（单通道 or 多通道轮流）
掌握这两对组合，就能轻松根据项目需求灵活配置 ADC。
如果你正在调试 ADC，建议一开始使用非扫描 + 单次转换调试通道，然后逐步扩展到扫描 + DMA 模式，循序渐进、效率最高。
如果你需要后续内容如 DMA 配置讲解、ADC 中断读取等，也可以留言告诉我，后续我会写专门的篇章补充。希望本文对你有帮助，感谢阅读。