stm32 AD模數轉換[操做寄存器+庫函數]

stm32f103最少有2個AD模數轉換器，每一個ADC都有18個通道，能夠測量16個外部和2個內部模擬量。最大轉換頻率爲1Mhz，也就是轉換時間爲1us（在 ADCCLK = 14Mhz,採樣週期爲1.5個時鐘週期時）。最大時鐘超過14Mhz，將致使ADC轉換準確度下降。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，注入通道能夠搶佔式地打斷規則通道的採樣，執行注入通道採樣後，再執行以前的規則通道採樣，和中斷相似。本例只使用規則通道實現獨立模式的中斷採樣，這裏再也不贅述兩種通道區別。

stm32的ADC能夠由外部事件觸發(例如定時器捕獲，EXTI線)和軟件觸發(即在配置相關寄存器時，直接開啓採樣）。

本例實現AD採樣PB0口，使用串口輸出PB0口電壓值。PB0口接變阻器以改變調整電壓。

效果以下：

ADValue = 1.39v

ADValue = 1.38v

ADValue = 1.40v

ADValue = 1.38v

ADValue = 1.39v

直接操做寄存器

首先須要配置ADC的時鐘分頻值，在RCC->CFGR的[15:14]位：

00：PCLK2 2分頻後做爲ADC時鐘 01：PCLK2 4分頻後做爲ADC時鐘
10：PCLK2 6分頻後做爲ADC時鐘 11：PCLK2 8分頻後做爲ADC時鐘

設定各通道的採樣時間ADCx->SMPR,該寄存器給每一個通道3位來選擇8種採樣週期：

000：1.5週期 100：41.5週期
001：7.5週期 101：55.5週期
010：13.5週期 110：71.5週期
011：28.5週期 111：239.5週期

採樣時間算法爲: (採樣週期+12.5)/分頻後的時鐘

ADC採樣獲得的只是一個相對值，將轉換值/4096*參考電壓便可獲得採樣電壓這裏的4096是由於stm32的adc爲12位精度，表示參考電壓時即爲 2^12=4096

代碼以下：（system.h 和 stm32f10x_it.h 等相關代碼參照 stm32 直接操做寄存器開發環境配置）

User/main.c

 
        01 
        #include <stm32f10x_lib.h>     
      
        02 
        #include "system.h" 
      
        03 
        #include "usart.h" 
      
        04 
        #include "adc.h" 
      
        05 
        #include "stdio.h"  
      
        06 
          
        07 
        #define LED1 PAout(4) 
      
        08 
        #define LED2 PAout(5) 
      
        09 
          
        10 
        #define VREF 3.3         //參考電壓 
      
        11 
        void Gpio_Init(void); 
      
        12 
          
        13 
        int main(void) 
      
        14 
        {                 
      
        15 
            u16 ADValue; 
      
        16 
            float temp; 
      
        17 
          
        18 
            Rcc_Init(9);             //系統時鐘設置 
      
        19 
            Usart1_Init(72,9600);   //設置串口時鐘和波特率 
      
        20 
          
        21 
            Adc1_Init(8,7);   //使用8通道採樣，採樣時間係數爲7（111），據手冊可得采樣時間爲 (239.5+12.5)/12= 21 (us) 
      
        22 
            Gpio_Init(); 
      
        23 
          
        24 
            while(1){ 
      
        25 
                  
        26 
                ADValue = Get_Adc(ADC_1,8); 
      
        27 
                temp = (float)VREF*(ADValue/4096);     //ADC精度爲12位精度，即達到 VREF電壓時爲 2^12 = 4096 
      
        28 
          
        29 
                printf("\r\n ADValue = %.2fv\r\n",temp); 
      
        30 
          
        31 
                LED2 = !LED2; 
      
        32 
          
        33 
                delay(100000);   //延時100ms 
      
        34 
          
        35 
            }       
      
        36 
        } 
      
        37 
          
        38 
          
        39 
        void Gpio_Init(void) 
      
        40 
        { 
      
        41 
            RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA時鐘     
      
        42 
            RCC->APB2ENR|=1<<3;    //使能PORTB時鐘     
      
        43 
                        
        44 
          
        45 
            GPIOA->CRL&=0xFF0FFFF0; 
      
        46 
            GPIOA->CRL|=0xFF3FFFF0; // PA0設置爲模擬輸入,PA4推輓輸出 
      
        47 
          
        48 
            GPIOB->CRL&=0xFFFFFFF0; 
      
        49 
            GPIOB->CRL|=0xFFFFFFF0; // PB0設置爲模擬輸入 
      
        50 
          
        51 
              
        52 
            //USART1 串口I/O設置 
      
        53 
          
        54 
            GPIOA -> CRH&=0xFFFFF00F;   //設置USART1 的Tx(PA.9)爲第二功能推輓，50MHz；Rx(PA.10)爲浮空輸入 
      
        55 
            GPIOA -> CRH|=0x000008B0;      
      
        56 
        }

Library/src/adc.c

 
         01 
         #include <stm32f10x_lib.h>         
       
         02 
         #include "adc.h" 
       
         03 
           
         04 
           
         05 
         //ADC1採樣初始化 
       
         06 
         //獨立工做模式 
       
         07 
         //參數說明： 
       
         08 
         //          ADC_CH_x    選擇使用通道（0~17)，目前暫支持0~15通道 
       
         09 
         //          ADC_CH_SMP  設定採樣週期（0~7） 
       
         10 
         //採樣週期算法： 
       
         11 
           
         12 
         void Adc1_Init(u8 ADC_CH_x,u8 ADC_CH_SMP) 
       
         13 
         { 
       
         14 
             RCC -> APB2ENR |= 1<<9;        //開啓ADC1時鐘 
       
         15 
             RCC -> APB2RSTR |= 1<<9;       //復位ADC1 
       
         16 
             RCC -> APB2RSTR &= ~(1<<9);    //ADC1復位結束 
       
         17 
           
         18 
             RCC -> CFGR &= ~(3<<14);       //分頻因子清零 
       
         19 
             RCC -> CFGR |= 2<<14;          //設定分頻因數爲2,PCLK2 6分頻後做爲ADC時鐘 
       
         20 
           
         21 
             ADC1 -> CR1 &= 0xF0FFFF;     //工做模式清零 
       
         22 
             ADC1 ->  CR1 |= 0<<16;         //設定爲獨立模式 
       
         23 
             ADC1 -> CR1 &= ~(1<<8);            //非掃描工做模式 
       
         24 
             ADC1 -> CR2 &= ~(1<<1);            //關閉連續轉換 
       
         25 
           
         26 
             ADC1 -> CR2 &= ~(7<<17);       //清除規則通道啓動事件 
       
         27 
             ADC1 -> CR2 |= 7<<17;          //設定規則通道啓動事件爲軟件啓動（SWSTART） 
       
         28 
           
         29 
             ADC1 -> CR2 |= 1<<20;          //使用外部事件觸發 SWSTART 
       
         30 
             ADC1 -> CR2 &= ~(1<<11);       //設置對齊模式爲右對齊 
       
         31 
           
         32 
             ADC1 -> SQR1 &= ~(0xF<<20);        //清零規則序列的數量 
       
         33 
             ADC1 -> SQR1 |= 15<<20;            //設置規則序列的數量爲16 
       
         34 
           
         35 
             ADC1 -> SMPR2 &= 0x00000000; //清零通道採樣時間 
       
         36 
             ADC1 -> SMPR1 &= 0xFF000000; 
       
         37 
           
         38 
             if(ADC_CH_x <= 9 ){ 
       
         39 
                 ADC1 -> SMPR2 |= 7<<(ADC_CH_x*3);          //設置通道x採樣時間，提升採樣時間能夠提升採樣精度 
       
         40 
             } 
       
         41 
           
         42 
             if(ADC_CH_x > 9 ){ 
       
         43 
                 ADC1 -> SMPR1 |= 7<<((ADC_CH_x-10)*3);     
       
         44 
             } 
       
         45 
               
         46 
           
         47 
             ADC1 -> CR2 |= 1<<0;           //開啓AD轉換 
       
         48 
             ADC1 -> CR2 |= 1<<3;           //使能復位校準，由硬件清零 
       
         49 
             while((ADC1 -> CR2)& (1<<3));  //等待校準結束 
       
         50 
             ADC1 -> CR2 |= 1<<2;           //開啓AD校準，由硬件清零 
       
         51 
             while((ADC1 -> CR2)& (1<<2));  //等待校準結束 
       
         52 
           
         53 
         } 
       
         54 
           
         55 
         //取得數模轉換的值 
       
         56 
         //參數說明：（參數定義於adc.h） 
       
         57 
         //       ADC_x  （0~3）,選擇數模轉換器 
       
         58 
         //       ADC_CH_x    (0~15),選擇通道 
       
         59 
         u16 Get_Adc(u8 ADC_x,u8 ADC_CH_x) 
       
         60 
         { 
       
         61 
             u16 data = 0; 
       
         62 
           
         63 
             switch(ADC_x)   
       
         64 
             { 
       
         65 
                 case 1 : { 
       
         66 
           
         67 
                     ADC1 -> SQR3 &= 0xFFFFFFE0;          //清除通道選擇 
       
         68 
                     ADC1 -> SQR3 |= ADC_CH_x;                //選擇通道 
       
         69 
                     ADC1 -> CR2  |= 1<<22;             //開啓AD轉換 
       
         70 
                     while(!(ADC1 -> SR & 1<<1));           //等待轉換結束 
       
         71 
           
         72 
                     data = ADC1->DR; 
       
         73 
                     break; 
       
         74 
                 } 
       
         75 
                 case 2 : {break;} 
       
         76 
                 case 3 : {break;} 
       
         77 
             } 
       
         78 
           
         79 
             return data; 
       
         80 
         }

Library/inc/adc.h

 
          1 
          #include <stm32f10x_lib.h>    
        
          2 
            
          3 
          #define  ADC_1 0x01 
        
          4 
          #define  ADC_2 0x02 
        
          5 
          #define  ADC_3 0x03 
        
          6 
            
          7 
          void Adc1_Init(u8 ADC_CH_x,u8 ADC_CH_SMP); 
        
          8 
          u16 Get_Adc(u8 ADC_x,u8 ADC_CH_x);

庫函數操做

main.c

 
        001 
        #include "stm32f10x.h" 
      
        002 
        #include "stdio.h" 
      
        003 
          
        004 
          
        005 
        #define  PRINTF_ON  1 
      
        006 
        #define  VREF       3.3        // 參考電壓 
      
        007 
          
        008 
          
        009 
        void RCC_Configuration(void); 
      
        010 
        void GPIO_Configuration(void); 
      
        011 
        void USART_Configuration(void); 
      
        012 
        void ADC_Configuration(void); 
      
        013 
          
        014 
          
        015 
        int main(void) 
      
        016 
        { 
      
        017 
            float ADValue = 0.00; 
      
        018 
            u32 delayTime = 0; 
      
        019 
          
        020 
            RCC_Configuration(); 
      
        021 
            GPIO_Configuration(); 
      
        022 
            USART_Configuration(); 
      
        023 
            ADC_Configuration(); 
      
        024 
          
        025 
            while(1) 
      
        026 
            { 
      
        027 
                if(delayTime++ >=2000000) 
      
        028 
                { 
      
        029 
                    delayTime = 0; 
      
        030 
                    ADValue = VREF*ADC_GetConversionValue(ADC1)/0x0fff; 
      
        031 
                    printf("\r\n ADValue = %.2fv\r\n",ADValue); 
      
        032 
                  
        033 
                } 
      
        034 
            } 
      
        035 
        } 
      
        036 
          
        037 
            
        038 
        void GPIO_Configuration(void) 
      
        039 
        { 
      
        040 
            GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                                                                                     
      
        041 
            GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 ; 
      
        042 
            GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;           
      
        043 
            GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure); 
      
        044 
          
        045 
          
        046 
            GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; 
      
        047 
            GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
      
        048 
            GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;         
      
        049 
            GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure); 
      
        050 
          
        051 
            GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; 
      
        052 
            GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;           
      
        053 
            GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure); 
      
        054 
        } 
      
        055 
          
        056 
        void ADC_Configuration(void) 
      
        057 
        { 
      
        058 
            ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
      
        059 
          
        060 
            RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);   //配置ADC時鐘分頻 
      
        061 
          
        062 
            ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; 
      
        063 
            ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; 
      
        064 
            ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; 
      
        065 
            ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; 
      
        066 
            ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; 
      
        067 
            ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; 
      
        068 
            ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure); 
      
        069 
              
        070 
            ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_8,1,ADC_SampleTime_55Cycles5); 
      
        071 
            ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); 
      
        072 
            ADC_ResetCalibration(ADC1); 
      
        073 
            while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); 
      
        074 
            ADC_StartCalibration(ADC1); 
      
        075 
            while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); 
      
        076 
            ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE); 
      
        077 
          
        078 
          
        079 
        } 
      
        080 
          
        081 
          
        082 
        void RCC_Configuration(void) 
      
        083 
        { 
      
        084 
            /* 定義枚舉類型變量 HSEStartUpStatus */ 
      
        085 
            ErrorStatus HSEStartUpStatus;