STM32-第九节-ADC模数转换
一、ADC简介：
1.名称：
ADC，Analog-Digital Converter，模拟数字转换器
2.用途：
相当于电压表，原本引脚只有两种状态，高电平和低电平，使用ADC后，可以将0-3.3V间的任一引脚电压（模拟电压）测量出来，放到一个变量里（数字变量），实现模拟电路到数字电路的桥梁。
电压范围：0-3.3V，转换范围：0-4095（12位，后面要考），为线性关系
18个输入通道，16个外部通道，接在GPIO口上，2个内部信号源。
规则组和注入组两个转换单元（后面介绍）。
模拟看门狗自动检测输入电压范围（后面介绍）。
3.框图：
如图，GPIO端口与下面两个内部通道，构成了ADC的18个输入通道，再根据输入的模拟电压，转化成数字值存放在两个数据寄存器中。
注入通道和规则通道，作用是，原本只能测量一个端口的模拟电压，现在可以将多个端口同时传给ADC，ADC也同时将多个端口的电压值存放在寄存器中。
其中，规则通道，可以同时传入16个输入通道，但只有一个寄存器，所以需要配合DMA使用，即每次转换完一个电压值，就将这个值运走，好给接下来的值腾位置。
主要学习规则通道。
4.功能图：
看门狗：可以设置电压的上限和下限，当电压超过或低于上下限，看门狗将申请中断。
触发控制，触发进行一次AD转换，可由软件或硬件（其他外设）控制。
5.引脚定义表：
本芯片没有通道10-15。
6.转换模式：
有四种，单次非扫描，连续非扫描，单次扫描，连续扫描。
单次转换，非扫描模式：一次只能转换一个通道，触发转换，一段时间后，转换完成，EOC标志位置1，我们就可以在数据寄存器中读取结果，要想进行下一次转换，需要再次触发。
若为连续转换，无需再次触发，将一直转换下去。
若为扫描模式，可以同时转换多个通道，就是上文提到的注入通道与规则通道的功能。
二、实战：ADC单通道
1.接线图：
电位器就是滑动变阻器，用于向PA0输出可调电压。
2.代码：
AD.c
#include "stm32f10x.h" // Device header/*** 函 数：AD初始化* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void AD_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); //开启ADC1的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟/*设置ADC时钟*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //此处的AIN模式，是ADC专属模式，端口变为模拟端口GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为模拟输入/*规则组通道配置*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则组序列1（单通道只有序列1，多通道时，序列顺序决定寄存器存放顺序）的位置，配置为通道0（对应PA0引脚）//参数3为序列值，参数4为采样时间，越小越快，越大越稳/*ADC初始化*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; //定义结构体变量ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //模式，选择独立模式，即单独使用ADC1ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //数据对齐，选择右对齐ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //外部触发，使用软件触发，不需要外部触发ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1/*ADC使能*/ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能ADC1，ADC开始运行/*ADC校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1); //固定流程，内部有电路会自动执行校准while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}/*** 函 数：获取AD转换的值* 参 数：无* 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095*/
uint16_t AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //软件触发AD转换一次while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); //等待EOC标志位，即等待AD转换结束return ADC_GetConversionValue(ADC1); //读数据寄存器，得到AD转换的结果
}
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"uint16_t ADValue; //定义AD值变量
float Voltage; //定义电压变量int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化AD_Init(); //AD初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "ADValue:");OLED_ShowString(2, 1, "Voltage:0.00V");while (1){ADValue = AD_GetValue(); //获取AD转换的值Voltage = (float)ADValue / 4095 * 3.3; //将AD值线性变换到0~3.3的范围，表示电压OLED_ShowNum(1, 9, ADValue, 4); //显示AD值OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1); //显示电压值的整数部分OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2); //显示电压值的小数部分Delay_ms(100); //延时100ms，手动增加一些转换的间隔时间}
}
3.连续转换：
若使用连续转换的模式：
将ADC初始化结构体，连续转化置ENABLE。
由于只需要触发一次，可以将触发转换函数ADC_SoftwareStartConvCmd放在初始化函数的最后。
同时AD_GetValue中，也不需要判断标志位EOC。
三、实战：ADC多通道
由于没有学习DMA，因此此处不使用扫描模式，一次获取多个通道的值，而是采用在多次更改通道，再获取转换值。
在AD.c中，将初始化函数中的ADC_RegularChannelConfig函数去掉，放在获取转换值的函数中。
如下：
/*** 函 数：获取AD转换的值* 参 数：ADC_Channel 指定AD转换的通道，范围：ADC_Channel_x，其中x可以是0/1/2/3* 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095*/
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); //在每次转换前，根据函数形参灵活更改规则组的通道ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //软件触发AD转换一次while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); //等待EOC标志位，即等待AD转换结束return ADC_GetConversionValue(ADC1); //读数据寄存器，得到AD转换的结果
}同时记得多打开使用的GPIO口。
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;