当前位置：首页 > news >正文

STM32 ADC原理与驱动详解：从存储器映射到多通道采集（下） | 零基础入门STM32第六十六步

news 来源：原创 2025/5/16 23:36:09

主题	内容	教学目的/扩展视频
ADC读电位器和光敏`重点课程`	电路原理，跳线设置，ADC功能分析，驱动程序，读出AD数据，读内部温度传感器数据。	会设置参数，能读出AD值即可。

师从洋桃电子，杜洋老师

本文深入剖析了STM32 ADC驱动的实现原理，通过代码注释与结构图解的有机结合，帮助开发者全面掌握多通道ADC采集技术。
重点突出了DMA传输机制与校准流程，并提供了可扩展的多通道方案，为各类工业检测应用奠定基础。

📑文章目录

- 一、ADC驱动架构全景图
- - 1.1 存储器映射与寄存器寻址
  - 2.2 硬件连接拓扑
- 二、核心代码解析
- - 2.1 adc.h关键定义
  - 2.2 adc.c核心实现
  - - 2.2.1 DMA配置（核心参数说明）
    - 2.2.2 ADC初始化流程
- 三、关键配置详解
- - 3.1 工作模式设置
  - 3.2 多通道配置表
- 四、高级应用扩展
- - 4.1 扩展多通道采集
  - 4.2 采样时间优化公式
- 五、校准与误差处理
- - 5.1 校准流程
  - 5.2 常见误差源
- 六、实战调试技巧
- - 6.1 调试信息输出
  - 6.2 信号质量检测
- 七、扩展应用场景
- - 7.1 工业传感器采集系统
  - 7.2 电池管理系统
- 八、相关资源

▲ 回顾上期🔍STM32 ADC原理与驱动详解：从光敏电阻到数字转换（上） | 零基础入门STM32第六十五步

（图1：开发板与光敏电阻和电位器部分连接示意图）

一、ADC驱动架构全景图

1.1 存储器映射与寄存器寻址

ADC1_DR_Address：ADC数据寄存器物理地址（0x4001244C）
查表方法：参考《STM32F10XXX参考手册（中文）》存储器映射章节获取外设基地址

2.2 硬件连接拓扑

          VDDA
           │
           ├───[光敏电阻]──ADC_IN5
           │
           └───[电位器]────ADC_IN4
           │
        STM32F103
           │
        DMA1通道1
           │
       内存缓冲区ADC_DMA_IN[2]

二、核心代码解析

2.1 adc.h关键定义

#define ADC1_DR_Address 0x4001244C // ADC1数据寄存器地址
#define ADC_CH4 GPIO_Pin_4        // 通道4（电位器）
#define ADC_CH5 GPIO_Pin_5        // 通道5（光敏电阻）

void ADC_DMA_Init(void);          // DMA初始化函数
void ADC_GPIO_Init(void);         // GPIO配置函数
void ADC_Configuration(void);     // 主配置函数

2.2 adc.c核心实现

2.2.1 DMA配置（核心参数说明）

void ADC_DMA_Init(void){
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; // 外设地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_DMA_IN;    // 内存缓冲区
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;          // 传输方向
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2;                       // 双通道缓冲
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = ENABLE;                   // 内存地址自增
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;             // 循环模式
    // ...其他配置
}

2.2.2 ADC初始化流程

三、关键配置详解

3.1 工作模式设置

配置项	参数说明	扩展应用
ADC_Mode	Independent（独立模式）	双ADC交替采样
ScanConvMode	ENABLE（扫描模式）	多通道自动切换
ContinuousConvMode	ENABLE（连续转换）	实时监控信号
DataAlign	Right对齐（12位有效）	左对齐可快速读取高8位

3.2 多通道配置表

通道	引脚	采样顺序	采样周期	应用场景
CH4	PA4	1	28.5周期	电位器电压采集
CH5	PA5	2	28.5周期	光敏电阻采集

四、高级应用扩展

4.1 扩展多通道采集

// 修改缓冲区大小
#define CHANNEL_NUM 4
vu16 ADC_DMA_IN[CHANNEL_NUM];

// 增加通道配置
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 3, ADC_SampleTime_28Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 4, ADC_SampleTime_28Cycles5);

4.2 采样时间优化公式

总转换时间 = (采样周期 + 12.5) / ADC时钟频率
示例：28.5周期 + 12.5 = 41周期
当ADCCLK=12MHz时，转换时间≈3.41μs

五、校准与误差处理

5.1 校准流程

5.2 常见误差源

误差类型	解决方法
电源噪声	添加LC滤波电路
信号串扰	隔离模拟/数字地
采样时间不足	增大ADC_SampleTime值
阻抗失配	添加电压跟随器

六、实战调试技巧

6.1 调试信息输出

// 在main循环中添加调试输出
printf("CH4: %4d CH5: %4d\n", ADC_DMA_IN[0], ADC_DMA_IN[1]);

6.2 信号质量检测

七、扩展应用场景

7.1 工业传感器采集系统

           +-------------+
           | 温度传感器 |--> ADC_IN6
           +-------------+
           | 压力传感器 |--> ADC_IN7
           +-------------+
                  │
               STM32F103
                  │
           [DMA传输至云平台]

7.2 电池管理系统

// 电压计算公式
float battery_voltage = (ADC_DMA_IN[0] / 4096.0) * 3.3 * (R1+R2)/R2;

通过本文的代码解析与配置说明，开发者可以快速构建高精度ADC采集系统。建议使用信号发生器注入测试信号，通过修改采样周期和DMA配置探索性能边界。ADC作为模拟世界与数字系统的桥梁，其灵活配置将极大拓展嵌入式设备的感知能力！

八、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] 光敏电阻ADC读取程序
[5] 光敏和电位器ADC读取程序
[6] ADC原理与驱动.pptx

💬 技术讨论（请在评论区留言~）

📌 下期预告：下一期将探讨ADC读模拟量摇杆，欢迎持续关注！

点击查阅🔍往期【STM32专栏】文章

版权声明：本文采用[CC BY-NC-SA 4.0]协议，转载请注明来源
实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

v1.0 初始版本（2025-03-13）