STM32之模数转换器ADC
目录
1、ADC介绍
1.什么是ADC？
ADC的全称是Analog-to-Digital Converter，指模拟/数字转换器
2.ADC的性能指标
3.ADC特性
12位分辨率
4.ADC通道
5.ADC转换顺序
6.ADC触发方式
7.ADC转化时间
8.ADC转化模式
9.模拟看门狗
实验：使用ADC读取烟雾传感器的值
CubeMX配置
编辑 代码实现
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1、ADC介绍
1.什么是ADC？
ADC的全称是Analog-to-Digital Converter，指模拟/数字转换器
D数字信号，A模拟信号
- 12位ADC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。
- 模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。
- ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。
2.ADC的性能指标
- 量程：能测量的电压范围
- 分辨率：ADC能分辨的最小模拟量，通常以输出二进制位数表示，比如：8、10、12、16位等；位数越多，分辨率越高，一般来说，分辨率越高，转化时间越长（STM32F103是12位）
- 转化时间：从转换开始到获得稳定的数字量输出所需的时间称为转换时间
3.ADC特性
-
12位分辨率
- 12位分辨率下转化速度可高达1MHZ
- 供电电压：VSSA：0V，VDDA：2.4V~3.6V
- ADC输入范围：VREF-<=VIN<=VREF+
- 采样时间可配置，采样时间越长，转换结果相对越准确，但是转换速度就越慢】
- ADC的结果可以左对齐或者右对齐的方式存储在16位数据寄存器中（默认右对齐）
4.ADC通道
总共2个ADC（ADC1,ADC2），每个ADC有18个转换通道：16个外部通道、2个内部通道（温度传感器、内部参考电压）。
外部的16个通道在转换时又分为规则通道和注入通道 ，其中规则通道最多有16路，注入通道最多有4路。
规则组：就像正常排队的人
注入组：有特权的人，可以插队的人
5.ADC转换顺序
每个ADC只有一个数据寄存器，16个通道一起共用这个寄存器，所以需要指定规则转换通道的转换顺序。
规则通道中的转换顺序由三个寄存器控制：SQR1、SQR2、SQR3，它们都是32位寄存器，SQR寄存器控制着转换通道的数目和转换顺序，只要在对应的寄存器位SQx中写入相应的通道，这个通道就是第x个转换
和规则通道转换顺序的控制一样，注入通道的转换也是通过注入寄存器来控制，只不过只有一个JSQR寄存器来控制，控制关系如下：
注入序列的转换顺序是从JSQx[4:0] (x=4-JL[1：0])开始。只有当JL=4的时候，注入通道的转换顺序才会按照JSQ1、JSQ2、JSQ3、JSQ4的顺序来执行。
6.ADC触发方式
- 通过向寄存器ADC-CR2的ADON位写1来开始转换，写0停止转换。
- 也可以通过外部事件（如定时器）进行转换。
7.ADC转化时间
ADC是挂载在APB2总线（PCLK2）上的，经过分屏器得到ADC时钟（ADCCLK），最高14MHz
转换时间 = 采样时间 +12.5 个周期
12.5个周期是固定的，一般我们设置PCLK2=72，经过ADC预分频器能分频到最大的时钟只能是12M，采样周期设置为1.5个周期，算出最短的转换时间为1.17us。
8.ADC转化模式
扫描模式
- 关闭扫描模式：只转换ADC_SQRx或ADC_ISQR选中的第一个通道
- 打开扫描模式：扫描所有被DC_SQRx或ADC_ISQR选中的所有通道
单次转换/连续转换
- 单次转换：只转换一次
- 连续转换：转换一次之后，立马进行下一次转换
9.模拟看门狗
- 如果被ADC转换的模拟电压低于低阀值或高于高阀值，AWD模拟看门狗状态位被设置。阀值位 于ADC_HTR和ADC_LTR寄存器的最低12个有效位中。通过设置ADC_CR1寄存器的AWDIE位 以允许产生相应中断。（简而言之就是如果开启模拟看门狗，那么被ADC转换的模拟电压低于低阀值或高于高阀值，系统就会产生复位）
- 阀值独立于由ADC_CR2寄存器上的ALIGN位选择的数据对齐模式。比较是在对齐之前完成的
- 通过配置ADC_CR1寄存器，模拟看门狗可以作用于1个或多个通道
模拟看门狗通道的选择
实验：使用ADC读取烟雾传感器的值
实验内容：通过ADC读取烟雾传感器的值，再通过串口发送给电脑然后在串口助手上显示
CubeMX配置
ADC的配置（其实大多用默认的就可以了）
代码实现
#include <stdio.h>
//因为用到串口发送我们先重写printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
//mian部分
uint32_t count = 0;//记录烟雾传感器的值
while (1)
{
//每隔1秒转换一次
HAL_Delay(1000);
//先启动ADC转换
HAL_ADC_Start(&hadc1);
//等待ADC转换
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,100);
//获取信号
count = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
//发送
printf("count = %d\r\n",count);//这里发送的是检测到的模拟量个数
printf("count = %f\r\n",count*(3.3/4060));//电压值
} 注意重构了printf要记得勾选这个
效果展示
这里可以通过给PA0口接3.3V的电压或者接GND来测试我们得到的数据准不准确
