STM32-ADC学习-HAL库(基础篇)

绝地灬酷狼 2022-12-30 03:40 350阅读 0赞

什么是ADC：  
Analog-to-Digital ：Converter的缩写。指模/数转换器或者模拟/数字转换器。是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。

典型的模拟数字转换器将模拟信号转换为表示一定比例电压值的数字信号。

简单地说就是将模拟电压值，转换成对应的肉眼可读数值

12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有，3个ADC控制器，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。

12位模拟数字转换器  
就是ADC的数字存储是12位的 也就是说转换器通过采集转换所得到的最大值是4095 “111111111111”=4095 二进制的12位可表示0-4095个数， 对应着所测电压的实际值，转换的电压范围是0v-3.3v的话，转换器就会把0v-3.3v平均分成4096份。设转换器所得到的值为x，所求电压值为y。

在这里插入图片描述  
![在这里插入图片描述][20201224113606129.png]

同理，可以理解8位精度和10位精度

具体的转压范围下面我们会讲

3个ADC控制器  
就是说STM32一共有3个ADC ADC1,ADC2,ADC3  
![在这里插入图片描述][20201224113627280.png]  
18个通道  
STM32 的ADC 多达18 个通道，  
16个外部通道和2个内部信号源 具体是哪一个IO 口可以从手册查询到

STM32F10x系列芯片ADC通道和引脚对应关系 ：在这里插入图片描述  
16个外部通道：芯片上有16个引脚是可以接到模拟电压上进行电压值检测的

2个内部信号源 ： 一个是内部温度传感器，一个是内部参考电压

一共支持23个引脚支持ADC，包括21个外部和2个内部信号源

ADC的转换模式 (重要，请务必看懂)  
1 单次转换模式：ADC只执行一次转换；

2 连续转换模式：转换结束之后马上开始新的转换；

3 扫描模式：ADC扫描被规则通道和注入通道选中的所有通道，在每个组的每个通道上执行单次转换。在每个转换结束时，这一组的下一个通道被自动转换。如果设置了CONT位（开启了连续 转换模式），转换不会在选择组的最后一个通道上停止，而是再次从选择组的第一个通道继续转换。

4 间断模式：触发一次，转换一个通道，在触发，在转换。在所选转换通道循环，由触发信号启动新一轮的转换，直到转换完成为止。

扫描模式简单的说是一次对所有所选中的通道进行转换，比如开了ch0，ch1，ch4，ch5。  ch0转换完以后就会自动转换通道1,4,5直到转换完这个过程不能被打断。如果开启了连续转换模式，则会在转换完ch5之后开始新一轮的转换。

这就引入了间断模式，可以说是对扫描模式的一种补充。它可以把0,1,4,5这四个通道进行分组。可以分成0,1一组，4,5一组。也可以每个通道单独配置为一组。这样每一组转换之前都需要先触发一次。

ADC单通道：

只进行一次ADC转换：配置为“单次转换模式”，扫描模式关闭。ADC通道转换一次后，就停止转换。等待再次使能后才会重新转换

进行连续ADC转换：配置为“连续转换模式”，扫描模式关闭。ADC通道转换一次后，接着进行下一次转换，不断连续。

ADC多通道：

只进行一次ADC转换：配置为“单次转换模式”，扫描模式使能。ADC的多个通道，按照配置的顺序依次转换一次后，就停止转换。等待再次使能后才会重新转换

进行连续ADC转换：配置为“连续转换模式”，扫描模式使能。ADC的多个通道，按照配置的顺序依次转换一次后，接着进行下一次转换，不断连续。

也就是：多通道必须使能扫描模式

上面转换模式介绍一部分为转自他人

左对齐或右对齐  
因为ADC得到的数据是12位精度的，但是数据存储在 16 位数据寄存器中，所以ADC的存储结果可以分为左对齐或右对齐方式（12位）  
在这里插入图片描述  
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ADC的工作框图  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTMyODQwNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
2ADC输入通道  
从ADCx\_INT0-ADCx\_INT15 对应三个ADC的16个外部通道，进行模拟信号转换 此外，还有两个内部通道：温度检测或者内部电压检测  
选择对应通道之后，便会选择对应GPIO引脚，相关的引脚定义和描述可在开发板的数据手册里找

3注入通道，规则通道  
我们看到，在选择了ADC的相关通道引脚之后，在模拟至数字转换器中有两个通道，注入通道，规则通道，  
规则通道至多16个，注入通道至多4个

规则通道：

规则通道相当于你正常运行的程序，看它的名字就可以知道，很规矩，就是正常执行程序  
注入通道：  
注入通道可以打断规则通道，听它的名字就知道不安分，如果在规则通道转换过程中，有注入通道进行转换，那么就  
要先转换完注入通道，等注入通道转换完成后，再回到规则通道的转换流程  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTMyODQwNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
你可以通过上图有一个更直观的认识，可以简单地把注入通道理解为中断形式，可以更好理解

6中断  
中断触发条件有三个，规则通道转换结束，注入通道转换结束，或者模拟看门狗状态位被设置时都能产生中断，  
![在这里插入图片描述][2020122411411053.png]  
模拟看门狗中断  
，当被ADC转换的模拟电压值低于低阈值或高于高阈值时，便会产生中断。阈值的高低值由ADC\_LTR和ADC\_HTR配置  
模拟看门狗，听他的名字就知道，在ADC的应用中是为了防止读取到的电压值超量程或者低于量程

DMA  
同时ADC还支持DMA触发，规则和注入通道转换结束后会产生DMA请求，用于将转换好的数据传输到内存。

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