STM32學習筆記之ADC轉換
1. ADC簡介
stm32f103最少有2個AD模數轉換器，每個ADC都有18個通道，可以測量16個外部和2個內部模擬量。最大轉換頻率為1Mhz，也就是轉換時間為1us（在 ADCCLK = 14Mhz,取樣週期為1.5個時鐘週期時）。最大時鐘超過14Mhz，將導致ADC轉換準確度降低。stm32的ADC是12位精度的。
stm32的ADC轉換有兩種通道，規則通道和注入通道，注入通道可以搶佔式地打斷規則通道的取樣，執行注入通道取樣後，再執行之前的規則通道取樣，和中斷類似。本例只使用規則通道實現獨立模式的中斷取樣，這裡不再贅述兩種通道區別。
stm32的ADC可以由外部事件觸發(例如定時器捕獲，EXTI線)和軟體觸發(即在配置相關暫存器時，直接開啟取樣）。
STM32的ADC在單次轉換模式下，只執行一次轉換，該模式可以通過ADC_CR2 暫存器的ADON 位（只適用於規則通道）啟動，也可以通過外部觸發啟動（適用於規則通道和注入通道），這是CONT 位為0 。 以規則通道為例，一旦所選擇的通道轉換完成，轉換結果將被存在ADC_DR 暫存器，EOC （轉換結束）標誌將被置位，如果設定了EOCIE ，則會產生中斷。然後ADC將停止，直到下次啟動。
2. 暫存器簡介
2.1. ADC控制暫存器（ADC_CR1和ADC_CR2）
ADC_CR1的SCAN 位，該位用於設定掃描模式，由軟體設定和清除，如果設定為1 ，則使用掃描模式，如果為 0，則關閉掃描模式。在掃描模式下，由 ADC_SQRx或ADC_JSQRx暫存器選中的通道被轉換。如果設定了 EOCIE 或JEOCIE，只在最後一個通道轉換完畢後才會產生EOC 或JEOC 中斷。
ADC_CR1[19:16]用於設定 ADC的操作模式
ADC_CR2
ADCON 位用於開關AD轉換器。而CONT 位用於設定是否進行連續轉換，我們使用單次轉換，所以CONT 位必須為0。CAL 和RSTCAL 用於AD校準。ALIGN用於設定資料對齊，我們使用右對齊，該位設定為0 。
EXTSEL[2:0]用於選擇啟動規則轉換組轉換的外部事件，詳細的設定關係如下：
這裡使用的是軟體觸發（SWSTART ），所以設定這3 個位為111 。ADC_CR2 的SWSTART 位用於開始規則通道的轉換，我們每次轉換（單次轉換模式下）都需要向該位寫 1 。AWDEN 為用於使能溫度感測器和Vrefint 。
2.2. ADC取樣事件暫存器（ADC_SMPR1 和ADC_SMPR2 ）
這兩個暫存器用於設定通道0~17的取樣時間，每個通道佔用 3 個位。
ADC_SMPR2 的各位描述如下
對於每個要轉換的通道，取樣時間建議儘量長一點，以獲得較高的準確度，但是這樣會降低ADC的轉換速率。ADC的轉換時間可以由下式計算：
Tcovn= 取樣時間+12.5 個週期
其中：Tcovn 為總轉換時間，取樣時間是根據每個通道的SMP位的設定來決定的。例如，當ADCCLK=14Mhz 的時候，並設定 1.5個週期的取樣時間，則得到:Tcovn=1.5+12.5=14 個週期=1us 。
2.3. ADC規則序列暫存器（ADC_SQR1~3）
L[3：0] 用於儲存規則序列的長度，我們這裡只用了 1 個，所以設定這幾個位的值為 0 。其他的SQ13~16 則儲存了規則序列中第13~16 個通道的編號（0~17）。另外兩個規則序列暫存器同ADC_SQR1大同小異，我們這裡就不再介紹了，要說明一點的是：我們選擇的是單次轉換，所以只有一個通道在規則序列裡面，這個序列就是SQ0 ，通過ADC_SQR3的最低5 位設定。
2.4. ADC規則資料暫存器(ADC_DR)
這裡要提醒一點的是，該暫存器的資料可以通過ADC_CR2 的ALIGN位設定左對齊還是右對齊。在讀取資料的時候要注意。
2.5. ADC狀態暫存器（ADC_SR ）
這裡我們要用到的是EOC 位，我們通過判斷該位來決定是否此次規則通道的AD轉換已經完成，如果完成我們就從ADC_DR 中讀取轉換結果，否則等待轉換完成。
3. 暫存器操作步驟
1 、開啟PA口時鐘，設定PA0 為模擬輸入。
STM32F103RBT6的ADC通道0 在PA 0 上，所以，我們先要使能 PORTA的時鐘，然後設定PA 0 為模擬輸入。
2 、使能ADC1 時鐘，並設定分頻因子。
要使用ADC1，第一步就是要使能 ADC1 的時鐘，在使能完時鐘之後，進行一次 ADC1 的復位。接著我們就可以通過RCC_CFGR設定ADC1 的分頻因子。分頻因子要確保 ADC1 的時鐘（ADCCLK）不要超過14Mhz 。
3 、設定ADC1 的工作模式。
在設定完分頻因子之後，我們就可以開始 ADC1 的模式配置了，設定單次轉換模式、觸發方式選擇、資料對齊方式等都在這一步實現。
4 、設定ADC1 規則序列的相關資訊。
接下來我們要設定規則序列的相關資訊，我們這裡只有一個通道，並且是單次轉換的，所以設定規則序列中通道數為1 ，然後設定通道 0 的取樣週期。
5 、開啟AD轉換器，並校準。
在設定完了以上資訊後，我們就開啟AD轉換器，執行復位校準和AD校準，注意這兩步是必須的！不校準將導致結果很不準確。
6 ）讀取ADC值。
在上面的校準完成之後，ADC就算準備好了。接下來我們要做的就是設定規則序列 0 裡面的通道，然後啟動ADC轉換。在轉換結束後，讀取ADC1_DR 裡面的值就是了。
硬體設定：我們通過ADC1 的通道0 （PA 0 ）來讀取外部電壓值。
注意：這裡不能接到板上5V電源上去測試，這可能會燒壞 ADC!
ADC.C
#include <stm32f10x_lib.h>
#include "adc.h"
//ADC 驅動程式碼
//初始化ADC
//這裡我們僅以規則通道為例
//我們預設將開啟通道0~3
void Adc_Init(void)
{
//先初始化IO口
RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA口時鐘
GPIOA->CRL&=0XFFFF0000;//PA0 1 2 3 anolog輸入
//通道10/11設定
RCC->APB2ENR|=1<<9; //ADC1時鐘使能
RCC->APB2RSTR|=1<<9; //ADC1復位
RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//復位結束
RCC->CFGR&=~(3<<14); //分頻因子清零
//SYSCLK/DIV2=12M ADC時鐘設定為12M,ADC最大時鐘不能超過14M!
//否則將導致ADC準確度下降!
RCC->CFGR|=2<<14;
ADC1->CR1&=0XF0FFFF; //工作模式清零
ADC1->CR1|=0<<16; //獨立工作模式
ADC1->CR1&=~(1<<8); //非掃描模式
ADC1->CR2&=~(1<<1); //單次轉換模式
ADC1->CR2&=~(7<<17);
ADC1->CR2|=7<<17; //軟體控制轉換
ADC1->CR2|=1<<20; //使用用外部觸發(SWSTART)!!! 必須使用一個事件來觸發
ADC1->CR2&=~(1<<11); //右對齊
ADC1->SQR1&=~(0XF<<20);
ADC1->SQR1&=0<<20; //1個轉換在規則序列中 也就是隻轉換規則序列1
//設定通道0~3的取樣時間
ADC1->SMPR2&=0XFFFFF000;//通道0,1,2,3取樣時間清空
ADC1->SMPR2|=7<<9; //通道3 239.5週期,提高取樣時間可以提高精確度
ADC1->SMPR2|=7<<6; //通道2 239.5週期,提高取樣時間可以提高精確度
ADC1->SMPR2|=7<<3; //通道1 239.5週期,提高取樣時間可以提高精確度
ADC1->SMPR2|=7<<0; //通道0 239.5週期,提高取樣時間可以提高精確度
ADC1->CR2|=1<<0; //開啟AD轉換器
ADC1->CR2|=1<<3; //使能復位校準
while(ADC1->CR2&1<<3); //等待校準結束
//該位由軟體設定並由硬體清除。在校準暫存器被初始化後該位將被清除。
ADC1->CR2|=1<<2; //開啟AD校準
while(ADC1->CR2&1<<2); //等待校準結束
//該位由軟體設定以開始校準，並在校準結束時由硬體清除
}
//獲得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch)
{
//設定轉換序列
ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;//規則序列1 通道ch
ADC1->SQR3|=ch;
ADC1->CR2|=1<<22; //啟動規則轉換通道
while(!(ADC1->SR&1<<1));//等待轉換結束
return ADC1->DR; //返回adc值
}
- #ifndef __ADC_H
- #define __ADC_H
- #define ADC_CH0 0//通道0
- #define ADC_CH1 1//通道1
- #define ADC_CH2 2//通道2
- #define ADC_CH3 3//通道3
- voidAdc_Init(void);
- u16 Get_Adc(u8 ch);
- #endif