ADC(模数转换器)

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ADC介绍

ADC：(Analog to Digital Converter)，即模数转换器，是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部 信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右 对齐方式存储在16位数据寄存器中。

ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。

由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。 它的一般工作过程为：采样——保持——量化——编码。

ADC框图

STM32F103中ADC模块的引脚，分为三个部分，红色框住的是参考电压引脚和器件工作所需电压的引脚；

蓝色和黄色框表示ADC的通道，每个ADC具有多达18个复用通道，可测量来自16个外部源（蓝色框住的，测量从GPIO端口输入的信号）、两个内部源和VBAT通道的信号（黄色框住的，是内部已经接好了的内部输入信号通道）。

 ADC引脚
​

STM32F10X ADC特点

• 12位(位数决定精度)逐次逼近型的模拟数字转换器。
• 最多带3个ADC控制器(每个控制器有多个通道)
• 最多支持18个通道，可最多测量16个外部和2个内部信号源。
• 支持单次和连续转换模式
• 转换结束，注入转换结束，和发生模拟看门狗事件时产生中断。
• 通道0到通道n的自动扫描模式
• 自动校准
• 采样间隔可以按通道编程
• 规则通道和注入通道均有外部触发选项
• 转换结果支持左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器
• ADC转换时间：最大转换速率 1us。（最大转换速度为1MHz，在ADCCLK=14M，采样周期为1.5个ADC时钟下得到。）
• ADC供电要求：2.4V-3.6V（通常0-3.3)
• ADC输入范围：VREF​ ≤ VIN ​≤ V0REF+​

ADC通道选择

单次转换模式

连续转换模式

ADC时序图

STM32F1x ADC（库函数）

先开启ADC外设时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);

设置ADCCLK的预分频器

ADCCLK预分频器，ADC最多只能14MHz，APB2位72MHz，选择6分频，72/6得到12MHz

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

初始化ADC

初始化ADC，参数一：指定使用哪个ADC资源，可选ADC1、ADC2、ADC3。

                      参数二：传入ADC_InitStruct类型变量的地址。

ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);

 配置规则组的输入通道

参数一：指定ADC资源

参数二：指定通道，参考引脚定义表

参数三：此参数介于1到16之间，理解为ADC转换通道需要排队，按顺序来转换

参数四：选择转换时间。实际上是选择用几个周期去采样时间，使用的周期越多采样时间越长，得到的数据也就更稳定，没有特殊要求的话可以随意选择一个选项。

ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);

 以内部的温度传感器为例计算这个选项该如何选择

参考手册里说推荐采样时间为17.1us，而采样时间的计算公式为：

（1s/12MHz）*x。x为我们选择的采样花费的周期数，经过计算我们可以知道，x至少要为205.2，因此如果我们要采样内部的温度传感器的话，我们应该选择ADC_SampleTime_239Cycles5。

使能ADC

参数一：选择ADC资源

参数二：选择是否使能

ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

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准精度误差。在

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。

参数：传指定ADC资源

    ADC_ResetCalibration(ADC1);                                              //复位校准
    while(SET==ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));        //等到复位校准完成
    ADC_StartCalibration(ADC1);                                                //开始校准
    while(SET==ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));                  //等待校准完毕

 取值

参数一：指定要读取的ADC资源

读取对应的ADCDR寄存器(读取转换完的数据的前提是转换完了，如果不是连续模式的话，我们是需要先触发转换并且等待转换完毕之后再读取的)

ADC_GetConversionValue( ADC1 );

 软件触发转换

参数一：指定触发转换的ADC资源

参数二：是否开启触发转换

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);

 获取ADC标志位

参数一：指定ADC资源

参数二：指定要获取的标志位，转换是否结束，获取的标志位：ADC_FLAG_EOC 

ADC_GetFlagStatus( ADC1 , ADC_FLAG_EOC )

 使用内部温度传感器

参数：是否开启

ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);

 如果要使用内部的温度传感器的话，使用上面的函数把功能打开，并且这个传感器只能为ADC1使用，通道为第17个通道，也就是 ADC_Channel_16。并且上面说了，推荐的采样时间为17.1us，需要根据这个来配置采样周期。

假设得到的值为x，那么转换为摄氏度的公式为： （1.43-（x*（3.3/4096）））/0.0043+25

最后接线调试。

简述ADC流程

• 首先需要打开外设时钟，使用ADC1就把对应的时钟打开。
• 如果外接模拟信号的话，就把对应的GPIO口配置为模拟输入模式，同时对应的外设时钟也要打开。
• 配置ADCCLK的分频器，因为不能超过14MHz，所以至少是6分频。
• 初始化ADC，参考上面的函数。
• 配置输入通道（一般使用规则组的通道）。
• 使能，上电完之后校准（非必须，但是加上不碍事）
• 在需要的时候触发转换（如果是连续模式的话就不用手动触发了），然后获取值。