STM32F103单片机ADC功能使用

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stm32f103系列单片机内部ADC为12位ADC。
12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达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。
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。
ADC的输入时钟不得超过14MHz,它是由PCLK2经分频产生。

ADC 主要特征

● 12位分辨率

● 转换结束、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断

● 单次和连续转换模式

● 从通道0到通道n的自动扫描模式

● 自校准

● 带内嵌数据一致性的数据对齐

● 采样间隔可以按通道分别编程

● 规则转换和注入转换均有外部触发选项

● 间断模式

● 双重模式(带2个或以上ADC的器件)

下面就用代码演示如何设置ADC单次转换模式

void ADCx_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);					//设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_3| GPIO_Pin_4| GPIO_Pin_5;				//PA1
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;			//模拟输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    ADC_DeInit(ADC1);

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		//工作在独立模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;			//单通道模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;		//单次转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //软件触发
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; 	//右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;					//规则转换ADC通道数
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);						//使能ADC1

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

}

首先初始化IO口,这里的初始化的是ADC抓换通道的0–5,对应的IO口PA0到PA5,将这6个IO口这是为模拟输入模式。接下来在将这几个口设置为ADC口,在设置之前首先将ADC模式复位,然后将ADC设置为单通道单词转换模式,也就是每次只转换一个通道,转换一次后就停止转换,直到接收到下一次转换命令为止。开始转换的命令是由软件来设置的。

ADC口初始化好之后,还需要一个读取转换结果的函数,用于读取指定通道的转换值。

//获取ADC值
//ch:通道号
u16 Get_Adc( u8 ch )
{
    ADC_RegularChannelConfig( ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );	//ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期
    ADC_SoftwareStartConvCmd( ADC1, ENABLE );							//使能ADC1软件启动转换
    while( !ADC_GetFlagStatus( ADC1, ADC_FLAG_EOC ) );					//等待转换结束
    return ADC_GetConversionValue( ADC1 );															//返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}

u16 Get_Adc_Average( u8 ch, u8 times )
{
    u32 temp_val = 0;
    u8 t;
    for( t = 0; t < times; t++ )
    {
        temp_val += Get_Adc( ch );
        delay_ms( 5 );
    }
    return temp_val / times;
}

Get_Adc()函数用于读取指定通道的ADC转换值,这里的通道必须是初始化函数中初始化过的通道,这个函数每次只读取一次通道值,为了确保转换结果的正确性,需要多次读取通道值取平均值,所以这里Get_Adc_Average()函数就是用来设置多次读取指定通道值,然后取平均值后返回。比如可以设置读取通道1,100次然后取平均值。ADC相关的设置函数就初始化好了,接下来在主函数中调用Get_Adc_Average()函数就可以读取通道值了。

int main(void)
{
    u16 adcx = 0;
    float temp;
    delay_init();       		//延时函数初始化
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    uart_init(115200);
    LED_Init();

    LED0 = 1;
    LED1 = 1;
    delay_ms(500);
    LED0 = 0;
    LED1 = 0;

    ADCx_Init();

    printf("ADC test!!!\r\n");
    while(1)
    {
        adcx = Get_Adc_Average(ADC_Channel_0, 10);
        printf("ch0 num: %d\r\n", adcx);
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);
        adcx = temp * 1000;
        printf("ch0 adc value: %d\r\n", adcx);

        adcx = Get_Adc_Average(ADC_Channel_1, 10);
        printf("ch1 num: %d\r\n", adcx);
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);
        adcx = temp * 1000;
        printf("ch1 adc value: %d\r\n", adcx);

        adcx = Get_Adc_Average(ADC_Channel_2, 10);
        printf("ch2 num: %d\r\n", adcx);
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);
        adcx = temp * 1000;
        printf("ch2 adc value: %d\r\n", adcx);

        adcx = Get_Adc_Average(ADC_Channel_3, 10);
        printf("ch3 num: %d\r\n", adcx);
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);
        adcx = temp * 1000;
        printf("ch3 adc value: %d\r\n", adcx);

        adcx = Get_Adc_Average(ADC_Channel_4, 10);
        printf("ch4 num: %d\r\n", adcx);
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);
        adcx = temp * 1000;
        printf("ch4 adc value: %d\r\n", adcx);

        adcx = Get_Adc_Average(ADC_Channel_5, 10);
        printf("ch5 num: %d\r\n", adcx);
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);
        adcx = temp * 1000;
        printf("ch5 adc value: %d\r\n", adcx);

        LED0 = !LED0;
        delay_ms(500);
    }
}

在主函数中依次读取通道0到通道5的值,读取10次取平均值,然后将转换后的值打印出来。由于ADC为12位,所以转换后的最大值为4096,对应的最大电压值为3.3V,为了方便观察,将转换后的值换换位电压值。

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