ADC模拟转换器

1、ADC模拟转换器

• ADC（Analog-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ADC，1us转换时间

• 输入电压范围: 0 - 3v，转换结果范围：0 - 4095

• 18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

• 模拟看门狗自动检测输入电压范围

• STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道

2、逐次逼近ADC：

4、STM32 ADC框图

5、ADC基本结构

6、输入通道

7、转换模式（四种）

8、触发控制


9、数据对齐

10、转换时间

11、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精准度误差，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

12、硬件电路

#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;
    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的位置，配置为通道0

    /*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ADC1
    ADC_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1
    ADC_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
}

#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;
	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);					//将PA0、PA1、PA2和PA3引脚初始化为模拟输入
	
	/*不在此处配置规则组序列，而是在每次AD转换前配置，这样可以灵活更改AD转换的通道*/
	
	/*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ADC1
	ADC_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1
	ADC_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：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1
	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
}