stm32 AD模數(shù)轉(zhuǎn)換[操作寄存器+庫函數(shù)]

stm32f103最少有2個AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器，每個ADC都有18個通道，可以測量16個外部和2個內(nèi)部模擬量。最大轉(zhuǎn)換頻率為1Mhz，也就是轉(zhuǎn)換時間為1us（在 ADCCLK = 14Mhz,采樣周期為1.5個時鐘周期時）。最大時鐘超過14Mhz，將導致ADC轉(zhuǎn)換準確度降低。stm32的ADC是12位精度的。

stm32的ADC轉(zhuǎn)換有兩種通道，規(guī)則通道和注入通道，注入通道可以搶占式地打斷規(guī)則通道的采樣，執(zhí)行注入通道采樣后，再執(zhí)行之前的規(guī)則通道采樣，和中斷類似。本例只使用規(guī)則通道實現(xiàn)獨立模式的中斷采樣，這里不再贅述兩種通道區(qū)別。

stm32的ADC可以由外部事件觸發(fā)(例如定時器捕獲，EXTI線)和軟件觸發(fā)(即在配置相關寄存器時，直接開啟采樣）。

本例實現(xiàn)AD采樣PB0口，使用串口輸出PB0口電壓值。PB0口接變阻器以改變調(diào)整電壓。

效果如下：

ADValue = 1.39v

ADValue = 1.38v

ADValue = 1.40v

ADValue = 1.38v

ADValue = 1.39v

直接操作寄存器

首先需要配置ADC的時鐘分頻值，在RCC->CFGR的[15:14]位：

00：PCLK2 2分頻后作為ADC時鐘 01：PCLK2 4分頻后作為ADC時鐘

10：PCLK2 6分頻后作為ADC時鐘 11：PCLK2 8分頻后作為ADC時鐘

設定各通道的采樣時間ADCx->SMPR,該寄存器給每個通道3位來選擇8種采樣周期：

000：1.5周期 100：41.5周期

001：7.5周期 101：55.5周期

010：13.5周期 110：71.5周期

011：28.5周期 111：239.5周期

采樣時間算法為:(采樣周期+12.5)/分頻后的時鐘

ADC采樣得到的只是一個相對值，將 轉(zhuǎn)換值/4096*參考電壓 即可得到采樣電壓 這里的4096是因為stm32的adc為12位精度，表示參考電壓時即為 2^12=4096

代碼如下： （system.h 和stm32f10x_it.h等相關代碼參照stm32 直接操作寄存器開發(fā)環(huán)境配置）

User/main.c

#include#include"system.h"#include"usart.h"#include"adc.h"#include"stdio.h"#defineLED1PAout(4)#defineLED2PAout(5)#defineVREF3.3//參考電壓voidGpio_Init(void);intmain(void){u16ADValue;floattemp;Rcc_Init(9);//系統(tǒng)時鐘設置Usart1_Init(72,9600);//設置串口時鐘和波特率Adc1_Init(8,7);//使用8通道采樣，采樣時間系數(shù)為7（111），據(jù)手冊可得采樣時間為(239.5+12.5)/12=21(us)Gpio_Init();while(1){ADValue=Get_Adc(ADC_1,8);temp=(float)VREF*(ADValue/4096);//ADC精度為12位精度，即達到VREF電壓時為2^12=4096printf("rnADValue=%.2fvrn",temp);LED2=!LED2;delay(100000);//延時100ms}}voidGpio_Init(void){RCC->APB2ENR|=1<<2;//使能PORTA時鐘RCC->APB2ENR|=1<<3;//使能PORTB時鐘GPIOA->CRL&=0xFF0FFFF0;GPIOA->CRL|=0xFF3FFFF0;//PA0設置為模擬輸入,PA4推挽輸出GPIOB->CRL&=0xFFFFFFF0;GPIOB->CRL|=0xFFFFFFF0;//PB0設置為模擬輸入//USART1串口I/O設置GPIOA->CRH&=0xFFFFF00F;//設置USART1的Tx(PA.9)為第二功能推挽，50MHz；Rx(PA.10)為浮空輸入GPIOA->CRH|=0x000008B0;}

Library/src/adc.c

#include#include"adc.h"http://ADC1采樣初始化//獨立工作模式//參數(shù)說明：//ADC_CH_x選擇使用通道（0~17)，目前暫支持0~15通道//ADC_CH_SMP設定采樣周期（0~7）//采樣周期算法：voidAdc1_Init(u8ADC_CH_x,u8ADC_CH_SMP){RCC->APB2ENR|=1<<9;//開啟ADC1時鐘RCC->APB2RSTR|=1<<9;//復位ADC1RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//ADC1復位結(jié)束RCC->CFGR&=~(3<<14);//分頻因子清零RCC->CFGR|=2<<14;//設定分頻因數(shù)為2,PCLK26分頻后作為ADC時鐘ADC1->CR1&=0xF0FFFF;//工作模式清零ADC1->CR1|=0<<16;//設定為獨立模式ADC1->CR1&=~(1<<8);//非掃描工作模式ADC1->CR2&=~(1<<1);//關閉連續(xù)轉(zhuǎn)換ADC1->CR2&=~(7<<17);//清除規(guī)則通道啟動事件ADC1->CR2|=7<<17;//設定規(guī)則通道啟動事件為軟件啟動（SWSTART）ADC1->CR2|=1<<20;//使用外部事件觸發(fā)SWSTARTADC1->CR2&=~(1<<11);//設置對齊模式為右對齊ADC1->SQR1&=~(0xF<<20);//清零規(guī)則序列的數(shù)量ADC1->SQR1|=15<<20;//設置規(guī)則序列的數(shù)量為16ADC1->SMPR2&=0x00000000;//清零通道采樣時間ADC1->SMPR1&=0xFF000000;if(ADC_CH_x<=9){ADC1->SMPR2|=7<<(ADC_CH_x*3);//設置通道x采樣時間，提高采樣時間可以提高采樣精度}if(ADC_CH_x>9){ADC1->SMPR1|=7<<((ADC_CH_x-10)*3);}ADC1->CR2|=1<<0;//開啟AD轉(zhuǎn)換ADC1->CR2|=1<<3;//使能復位校準，由硬件清零while((ADC1->CR2)&(1<<3));//等待校準結(jié)束ADC1->CR2|=1<<2;//開啟AD校準，由硬件清零while((ADC1->CR2)&(1<<2));//等待校準結(jié)束}//取得數(shù)模轉(zhuǎn)換的值//參數(shù)說明：（參數(shù)定義于adc.h）//ADC_x（0~3）,選擇數(shù)模轉(zhuǎn)換器//ADC_CH_x(0~15),選擇通道u16Get_Adc(u8ADC_x,u8ADC_CH_x){u16data=0;switch(ADC_x){case1:{ADC1->SQR3&=0xFFFFFFE0;//清除通道選擇ADC1->SQR3|=ADC_CH_x;//選擇通道ADC1->CR2|=1<<22;//開啟AD轉(zhuǎn)換while(!(ADC1->SR&1<<1));//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束data=ADC1->DR;break;}case2:{break;}case3:{break;}}returndata;}

Library/inc/adc.h

#include#defineADC_10x01#defineADC_20x02#defineADC_30x03voidAdc1_Init(u8ADC_CH_x,u8ADC_CH_SMP);u16Get_Adc(u8ADC_x,u8ADC_CH_x);

庫函數(shù)操作

main.c

#include"stm32f10x.h"#include"stdio.h"#definePRINTF_ON1#defineVREF3.3//參考電壓voidRCC_Configuration(void);voidGPIO_Configuration(void);voidUSART_Configuration(void);voidADC_Configuration(void);intmain(void){floatADValue=0.00;u32delayTime=0;RCC_Configuration();GPIO_Configuration();USART_Configuration();ADC_Configuration();while(1){if(delayTime++>=2000000){delayTime=0;ADValue=VREF*ADC_GetConversionValue(ADC1)/0x0fff;printf("rnADValue=%.2fvrn",ADValue);}}}voidGPIO_Configuration(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);}voidADC_Configuration(void){ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);//配置ADC時鐘分頻ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=ENABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_8,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);}voidRCC_Configuration(void){/*定義枚舉類型變量HSEStartUpStatus*/ErrorStatusHSEStartUpStatus;/*復位系統(tǒng)時鐘設置*/RCC_DeInit();/*開啟HSE*/RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);/*等待HSE起振并穩(wěn)定*/HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();/*判斷HSE起是否振成功，是則進入if()內(nèi)部*/if(HSEStartUpStatus==SUCCESS){/*選擇HCLK（AHB）時鐘源為SYSCLK1分頻*/RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);/*選擇PCLK2時鐘源為HCLK（AHB）1分頻*/RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);/*選擇PCLK1時鐘源為HCLK（AHB）2分頻*/RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);/*設置FLASH延時周期數(shù)為2*/FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);/*使能FLASH預取緩存*/FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);/*選擇鎖相環(huán)（PLL）時鐘源為HSE1分頻，倍頻數(shù)為9，則PLL輸出頻率為8MHz*9=72MHz*/RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);/*使能PLL*/RCC_PLLCmd(ENABLE);/*等待PLL輸出穩(wěn)定*/while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)==RESET);/*選擇SYSCLK時鐘源為PLL*/RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);/*等待PLL成為SYSCLK時鐘源*/while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08);}/*打開APB2總線上的GPIOA時鐘*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);}voidUSART_Configuration(void){USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;USART_ClockInitTypeDefUSART_ClockInitStructure;USART_ClockInitStructure.USART_Clock=USART_Clock_Disable;USART_ClockInitStructure.USART_CPOL=USART_CPOL_Low;USART_ClockInitStructure.USART_CPHA=USART_CPHA_2Edge;USART_ClockInitStructure.USART_LastBit=USART_LastBit_Disable;USART_ClockInit(USART1,&USART_ClockInitStructure);USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);USART_Cmd(USART1,ENABLE);}#ifPRINTF_ONintfputc(intch,FILE*f){USART_SendData(USART1,(u8)ch);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);returnch;}#endif