文章基于适用于STM32F4系列，作者使用STM32F401CCU6开发板。
本文章基于此系列和开发板展开讨论。
ADC概述
A是指模拟信号，D是指数字信号，C是指变换
故名思意，ADC即将模拟信号转换为数字信号的一种变换。
STM32F4的ADC为逐次逼近型ADC
原理是利用DAC产生不同大小的电压，与输入的电压比较，得到输入电压的大体范围，这个范围的误差即为分辨率
如为8位分辨率的ADC，则分度值为3.3/2^8，即与真实值的误差不会超过12.89mV
具体原理请看微机原理
ADC初始化
流程
- GPIO初始化
- 打开时钟
- 全局ADC设置
- 单独ADC设置
GPIO初始化
之前文章中介绍过，传送门，需要设置为模拟模式
例程
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; //GPIO初始化结构体
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //打开时钟
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; //模拟模式
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_OD; //随意设置
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1; //端口
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; //随意设置
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed; //高速
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
时钟
本系列单片机只有1个ADC，ADC1，端口对应请看这篇文章，传送门
使用这句命令打开ADC的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
全局ADC设置
这部分的设置是对全部的ADC有效的（本单片机即ADC1）
定义结构体
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct;
是否使用DMA
ADC_CommonInitStruct.ADC_DMAAccessMode
可以的选择使用或不使用，本文为不使用的情况。
ADC_CommonInitStruct.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled; //不使用DMA
工作模式
可以选择外部触发源或者不使用触发
本文为不使用外部触发（独立工作模式）
ADC_CommonInitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //独立工作模式
分频
ADC需要频率在12MHz以下，以AHB1的频率（与系统频率相等）为基准进行分频
本文选择8分频
ADC_CommonInitStruct.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div8; //分频，建议分频后小于12MHZ
采样延迟
这个只有在多ADC时才有效，作为两个ADC采样之间的时间间隔
ADC_CommonInitStruct.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_20Cycles; //采样延迟，多ADC使用才有效
例程
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct;
ADC_CommonInitStruct.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled; //不使用DMA
ADC_CommonInitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //独立工作模式
ADC_CommonInitStruct.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div8; //分频，建议分频后小于12MHZ
ADC_CommonInitStruct.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_20Cycles; //采样延迟，多ADC使用才有效
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStruct);
单独ADC设置
下面的设置是针对单独的ADC的
定义结构体
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
连续转换
将所有开启的通道采集转换完一轮后自动开启下一轮的采集转换，这是连续模式
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //连续模式
数据对齐
选择右对齐即可，其他基本上用不到
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //右对齐
外部触发
可以选择边沿触发或者定时器中断触发，或者不使用外部触发
这里选择的不使用外部触发
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; //选择外部触发事件，这里随意即可，因为使用了不允许外部触发
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None; //软件触发
通道数量
即选择打开了几个通道
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfConversion = 1; //通道数量
分辨率
即最大误差范围，这个数据的选择与后期计算电压值相关
可以是
| 分辨率 |
分割数量 |
| 6bit |
64 |
| 8bit |
256 |
| 10bit |
1024 |
| 12bit |
4096 |
ADC_InitStruct.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; //分辨率
扫描模式
用于多通道扫描，完成全部打开的通道的扫描后中断标志置位
但是后接受的数据会被覆盖，需要使用DMA
这里是单通道（非DMA多通道是软件模拟的），因此此处设置与不设置均可
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE; //扫描模式
例程
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //连续模式
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //右对齐
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; //选择外部触发事件，这里随意即可，因为使用了不允许外部触发
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None; //软件触发
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfConversion = 1; //通道数量
ADC_InitStruct.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; //分辨率
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE; //扫描模式
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
设置规则
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)
使用此函数设置对应规则
分别输入ADC号（本单片机只有ADC1），ADC通道号，标记号，采样时间
标记号只能小于等于通道数，从1开始，采样时间是会将这段时间内的数据平均后输出
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_144Cycles); //设置通道规则
打开软件调用ADC
如果使用软件读取ADC，需要事先调用此函数
ADC_SoftwareStartConv(ADC1);
需要在设置后才可以使用软件调用ADC
因此可以使用这段代码确保已经设置成功
while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC))
;
模拟多通道采集（非DMA）
思路
每次调用此读取ADC时，改变ADC对应的通道，设置成功后读取ADC并返回数据
函数
u16 ADC1_Read(u8 ch)
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_144Cycles); //设置通道规则
ADC_SoftwareStartConv(ADC1); //开启软件触发
while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC))
;
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //软件触发
}
总例程
void ADC_init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
ADC_CommonInitStruct.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled; //不使用DMA
ADC_CommonInitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //独立工作模式
ADC_CommonInitStruct.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div8; //分频，建议分频后小于12MHZ
ADC_CommonInitStruct.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_20Cycles; //采样延迟，多ADC使用才有效
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStruct);
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //连续模式
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //右对齐
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; //选择外部触发事件，这里随意即可，因为使用了不允许外部触发
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None; //软件触发
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfConversion = 1; //通道数量
ADC_InitStruct.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; //分辨率
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE; //扫描模式
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
}
u16 ADC1_Read(u8 ch)
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_144Cycles); //设置通道规则
ADC_SoftwareStartConv(ADC1); //开启软件触发
while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC))
;
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //软件触发
}
需要读取时只需要调用此函数即可，更改通道号即可读取多通道数据，例如这样
int main()
{
int i = 0;
ADC_init();
Usart_init();
while (1)
{
i = 0;
i = ADC1_Read(ADC_Channel_1);
i = (i * 3300 / 0xfff);
printf("ch1=%d mV \r\n", i);
Delay_ms(300);
i = 0;
i = ADC1_Read(ADC_Channel_0);
i = (i * 3300 / 0xfff);
printf("ch0=%d mV \r\n", i);
Delay_ms(300);
}
}
