目录

STM32 ADC 简介

寄存器

配置步骤

函数代码

STM32 拥有 1~3 个 ADC（STM32F101/102 系列只有 1 个 ADC），这些 ADC 可以独立使用， 也可以使用双重模式（提高采样率）。STM32 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模拟数字转换器。 它有 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。 STM32F103 系列最少都拥有 2 个 ADC，我们选择的 STM32F103RCT 包含有 3 个 ADC。STM32 的 ADC 最大的转换速率为 1Mhz，也就是转换时间为 1us（在 ADCCLK=14M,采样周期 为 1.5 个 ADC 时钟下得到），不要让 ADC 的时钟超过 14M，否则将导致结果准确度下降。 STM32 将 ADC 的转换分为 2 个通道组：规则通道组和注入通道组。规则通道相当于你正 常运行的程序，而注入通道呢，就相当于中断。在你程序正常执行的时候，中断是可以打断你 的执行的。同这个类似，注入通道的转换可以打断规则通道的转换， 在注入通道被转换完成之 后，规则通道才得以继续转换。 通过一个形象的例子可以说明：假如你在家里的院子内放了 5 个温度探头，室内放了 3 个 温度探头；你需要时刻监视室外温度即可，但偶尔你想看看室内的温度；因此你可以使用规则 通道组循环扫描室外的 5 个探头并显示 AD 转换结果，当你想看室内温度时，通过一个按钮启 动注入转换组(3 个室内探头)并暂时显示室内温度，当你放开这个按钮后，系统又会回到规则通 道组继续检测室外温度。从系统设计上，测量并显示室内温度的过程中断了测量并显示室外温 度的过程，但程序设计上可以在初始化阶段分别设置好不同的转换组，系统运行中不必再变更 循环转换的配置，从而达到两个任务互不干扰和快速切换的结果。可以设想一下，如果没有规 则组和注入组的划分，当你按下按钮后，需要从新配置 AD 循环扫描的通道，然后在释放按钮 后需再次配置 AD 循环扫描的通道。 上面的例子因为速度较慢，不能完全体现这样区分(规则通道组和注入通道组)的好处，但 在工业应用领域中有很多检测和监视探头需要较快地处理，这样对 AD 转换的分组将简化事件 处理的程序并提高事件处理的速度。 STM32 其 ADC 的规则通道组最多包含 16 个转换，而注入通道组最多包含 4 个通道。 STM32 的 ADC 可以进行很多种不同的转换模式，这里仅介绍如何使用规则通道的单次转 换模式。 STM32 的 ADC 在单次转换模式下，只执行一次转换，该模式可以通过 ADC_CR2 寄存器 的 ADON 位（只适用于规则通道）启动，也可以通过外部触发启动（适用于规则通道和注入通 道），这是 CONT 位为 0。 以规则通道为例，一旦所选择的通道转换完成，转换结果将被存在 ADC_DR 寄存器中， EOC（转换结束）标志将被置位，如果设置了 EOCIE，则会产生中断。然后 ADC 将停止，直 到下次启动。

执行规则通道的单次转换，需要用到的 ADC 寄存器。

 ADC 控制寄存器（ADC_CR1 和 ADC_CR2）

 ADC_CR1 的 SCAN 位，该位用于设置扫描模式，由软件设置和清除，如果设置为 1，则 使用扫描模式，如果为 0，则关闭扫描模式。在扫描模式下，由 ADC_SQRx 或 ADC_JSQRx 寄 存器选中的通道被转换。如果设置了 EOCIE 或 JEOCIE，只在最后一个通道转换完毕后才会产 生 EOC 或 JEOC 中断。

ADC_CR1[19：16]用于设置 ADC 的操作模式我们要使用的是独立模式，所以设置这几位为 0 就可以了

接着介绍 ADC_CR2

 ADON 位用于开关 AD 转换器。而 CONT 位用于 设置是否进行连续转换，我们使用单次转换，所以 CONT 位必须为 0。CAL 和 RSTCAL 用于 AD 校准。ALIGN 用于设置数据对齐，我们使用右对齐，该位设置为 0。EXTSEL[2：0]用于选择启动规则转换组转换的外部事件

 这里使用的是软件触发（SWSTART），所以设置这 3 个位为 111。ADC_CR2 的SWSTART 位用于开始规则通道的转换，我们每次转换（单次转换模式下）都需要向该位写 1。

 ADC 采样事件寄存器（ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2），

这两个寄存器用于设置通道 0~17 的采样时间，每个通道占用 3 个位

 采样时间建议尽量长一点，以获得较高的准确度，但是这样会降低 ADC 的转换速率。ADC 的转换时间可以由以下公式计算： Tcovn=采样时间+12.5 个周期 Tcovn 为总转换时间，采样时间是根据每个通道的 SMP 位的设置来决定的。例如， 当 ADCCLK=14Mhz 的时候，并设置 1.5 个周期的采样时间，则得到：Tcovn=1.5+12.5=14 个周 期=1us。

 ADC 规则序列寄存器（ADC_SQR1~3）

该寄存器总共有 3 个这里我们仅介绍一下 ADC_SQR1

L[3：0]用于存储规则序列的长度，我们这里只用了 1 个，所以设置这几个位的值为 0。其 他的 SQ13~16 则存储了规则序列中第 13~16 通道的编号（编号范围：0~17）

我们选择的是单次转换，所以只有一个通道在规则序列里面，这个序列就是 SQ1，通过 ADC_SQR3 的最低 5位（也就是 SQ1）设置。

 ADC 规则数据寄存器(ADC_DR)

规则序列中的 AD 转化结果都将被存在这个寄存器里面，而注入通道的转换结果被保存在 ADC_JDRx 里面。

 图 20.1.8 ADC_ JDRx 寄存器各位描述

该寄存器的数据可以通过 ADC_CR2 的 ALIGN 位设置左对齐还是右对齐。在读取数据的时候要注意。

 ADC 状态寄存器（ADC_SR）

该寄存器保存了 ADC 转换时的各种状态

  EOC 位，我们通过判断该位来决定是否此次规则通道的 AD 转换已经完成，如果完成我们就从 ADC_DR 中读取转换结果，否则等待转换完成。

1） ）启 开启 PA 口 口和 和 ADC1 时钟，设置 PA1 为模拟输入

STM32F103RCT6 的 ADC 通道 1 在 PA1 上，所以，我们先要使能 PORTA 的时钟，然后设 置 PA1 为模拟输入。使能 GPIOA 和 ADC 时钟用 RCC_APB2PeriphClockCmd 函数，设置 PA1 的输入方式，使用 GPIO_Init 函数即可

 STM32 的 ADC 通道与 GPIO 对应表

 2 ）复位 ADC1 ，同时设置 ADC1 分频因子。 分频因子要确保 ADC1 的时钟（ADCCLK）不要超过 14Mhz。 这个我们设置分频因子位 6，时钟为 72/6=12MHz,库函数的实现方法是: RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); ADC 时钟复位 ADC_DeInit(ADC1);

3 ）初始化 ADC1 参数，设置 ADC1 的工作模式以及规则序列的相关信息

void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)；

typedef struct { uint32_t ADC_Mode; FunctionalState ADC_ScanConvMode; FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; uint32_t ADC_ExternalTrigConv; uint32_t ADC_DataAlign; uint8_t ADC_NbrOfChannel; }ADC_InitTypeDef;

 初始化范例

ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC 工作模式:独立模式 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //AD 单通道模式 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //AD 单次转换模式 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC 数据右对齐 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行规则转换的 ADC 通道的数目 1 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 ADCx

5 ）使能 ADC 并校准

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的 ADC1

执行复位校准的方法是： ADC_ResetCalibration(ADC1); 执行 ADC 校准的方法是： ADC_StartCalibration(ADC1); //开始指定 ADC1 的校准状态

while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束 while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校 AD 准结束

6 ）读取 ADC 值。

设置规则序列通道以及采样周期的函数是

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)；

 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能指定的 ADC1 的软件转换启动功能 开启转换之后，就可以获取转换 ADC 转换结果数据 ADC_GetConversionValue(ADC1);

获取 AD 转换的状态信息的函数是： FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG) 比如我们要判断 ADC1d 的转换是否结束，方法是： while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

初始化ADC