ARM嵌入基礎(chǔ)應(yīng)用 14

第12章

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器作者：黃克亞2025年5月本章概要CONTENTSADC原理、參數(shù)及類型STM32F103的ADC庫(kù)函數(shù)STM32F103的ADC工作原理4通道模擬信號(hào)采集與顯示項(xiàng)目12.1ADC概述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog-to-DigitalConverterADC），簡(jiǎn)稱模數(shù)轉(zhuǎn)換器，顧名思義，是將一種連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的電子器件。有了ADC，微控制器就如同多了一雙觀察模擬世界的眼睛，增加了模擬輸入功能。12.1ADC概述12.1.1ADC基本原理ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換一般包含三個(gè)關(guān)鍵步驟：采樣、量化、編碼。本節(jié)以正弦模擬信號(hào)為例講解ADC轉(zhuǎn)換過(guò)程。1.采樣采樣是在間隔為T的T、2T、3T、…時(shí)刻抽取被測(cè)模擬信號(hào)幅值，相鄰兩個(gè)采樣時(shí)刻之間的間隔T也被稱為采樣周期。12.1ADC概述12.1.1ADC基本原理2.量化把采樣后每個(gè)脈沖的幅度進(jìn)行離散化處理，得到被CPU處理的離散數(shù)值，這個(gè)過(guò)程就稱為量化。為了實(shí)現(xiàn)離散化處理，用指定的最小單位將縱軸劃分為若干個(gè)（通常是2n個(gè)）區(qū)間，然后確定每個(gè)采樣脈沖的幅度落在哪個(gè)區(qū)間內(nèi)，即把每個(gè)時(shí)刻的采樣電壓表示為指定的最小單位的整數(shù)倍。3.編碼把量化的結(jié)果二進(jìn)制表示出來(lái)稱為編碼。而且，一個(gè)n位量化的結(jié)果值恰好用一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)表示。這個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)就是ADC轉(zhuǎn)換完成后的輸出結(jié)果。12.1ADC概述12.1.2ADC性能參數(shù)量程（FullScaleRange，F(xiàn)SR）是指ADC所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓的范圍，分為單極性和雙極性兩種類型。1.量程分辨率（resolution）是指ADC所能分辨的最小模擬輸入量，反映ADC對(duì)輸入信號(hào)微小變化的響應(yīng)能力。2.分辨率精度（accuracy）是指對(duì)于ADC的數(shù)字輸出（二進(jìn)制代碼），其實(shí)際需要的模擬輸入值與理論上要求的模擬輸入值之差。3.精度轉(zhuǎn)換時(shí)間（conversiontime）是ADC完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，是指從啟動(dòng)ADC開(kāi)始到獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)所需要的總時(shí)間。4.轉(zhuǎn)換時(shí)間12.1ADC概述12.1.3ADC主要類型逐次逼近式屬直接式A/D轉(zhuǎn)換器，其原理可理解為將輸入模擬量逐次與UREF/2、UREF/4、UREF/8、…、UREF/2N-1比較，模擬量大于比較值取1（并減去比較值），否則取0。優(yōu)點(diǎn)精度高，速度較快，價(jià)格適中，是目前種類最多、應(yīng)用最廣典型芯片有ADC08091.逐次逼近式雙積分式是一種間接式A/D轉(zhuǎn)換器，其原理是將輸入模擬量和基準(zhǔn)量通過(guò)積分器積分，轉(zhuǎn)換為時(shí)間，再對(duì)時(shí)間計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值即為數(shù)字量。優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，一般要40~50ms，使用于轉(zhuǎn)換速度不快的場(chǎng)合。典型芯片有MC14433和ICL7109。2.雙積分式V/F變換器也是一種間接式A/D轉(zhuǎn)換器，其原理是將模擬量轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，再對(duì)頻率信號(hào)計(jì)數(shù)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性強(qiáng)，便于長(zhǎng)距離傳送，廉價(jià)，但轉(zhuǎn)換速度偏低。3.V/F變換式12.2STM32F103的

ADC工作原理STM32F103微控制器內(nèi)部集成1~3個(gè)12位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。它有多達(dá)18個(gè)通道，可測(cè)量16個(gè)外部和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)源。12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.1主要特征12位分辨率轉(zhuǎn)換結(jié)束、注入轉(zhuǎn)換結(jié)束和發(fā)生模擬看門狗事件時(shí)產(chǎn)生中斷單次和連續(xù)轉(zhuǎn)換模式從通道0到通道n的自動(dòng)掃描模式自校準(zhǔn)帶內(nèi)嵌數(shù)據(jù)一致性的數(shù)據(jù)對(duì)齊采樣間隔可以按通道分別編程規(guī)則轉(zhuǎn)換和注入轉(zhuǎn)換均有外部觸發(fā)選項(xiàng)間斷模式雙重模式(帶2個(gè)或以上ADC的器件)ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間：時(shí)鐘為56MHz時(shí)，ADC最短轉(zhuǎn)換時(shí)間為1μsADC供電要求：2.4V到3.6VADC輸入范圍：VREF-≤VIN≤VREF+規(guī)則通道轉(zhuǎn)換期間有DMA請(qǐng)求產(chǎn)生。12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)其核心為模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它由軟件或硬件觸發(fā)，在ADC時(shí)鐘ADCCLK的驅(qū)動(dòng)下對(duì)規(guī)則通道或注入通道中的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化和編碼。ADC的12位轉(zhuǎn)換結(jié)果可以以左對(duì)齊或右對(duì)齊的方式存放在16位數(shù)據(jù)寄存器當(dāng)中。根據(jù)轉(zhuǎn)換通道不同，數(shù)據(jù)寄存器可以分為規(guī)則通道數(shù)據(jù)寄存器（1）和注入通道數(shù)據(jù)寄存器（4）。12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器引腳說(shuō)明:名稱信號(hào)類型注解VREF+輸入，模擬參考正極2.4V≤VREF+≤VDDAVDDA輸入，模擬電源2.4V≤VDDA≤VDD（3.6V）VREF-輸入，模擬參考負(fù)極VREF-=VSSAVSSA輸入，模擬電源地等效于VSS的模擬電源地ADCx_IN[15:0]模擬輸入信號(hào)16個(gè)模擬輸入通道12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.3通道及分組通道ADC1ADC2ADC3通道0PA0PA0PA0通道1PA1PA1PA1通道2PA2PA2PA2通道3PA3PA3PA3通道4PA4PA4PF6通道5PA5PA5PF7通道6PA6PA6PF8通道7PA7PA7PF9通道8PB0PB0PF10通道9PB1PB1

通道10PC0PC0PC0通道11PC1PC1PC1通道12PC2PC2PC2通道13PC3PC3PC3通道14PC4PC4

通道15PC5PC5

通道16溫度傳感器

通道17內(nèi)部參考電壓

STM32F103微控制器最多有18個(gè)模擬輸入通道，可測(cè)量16個(gè)外部模擬信號(hào)和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)源，其ADC通道分配關(guān)系如表所示STM32F103微控制器的ADC根據(jù)優(yōu)先級(jí)把所有通道分為兩個(gè)組：規(guī)則組和注入組。在任意多個(gè)通道上以任意順序進(jìn)行的一系列轉(zhuǎn)換構(gòu)成成組轉(zhuǎn)換。12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.3通道及分組01劃分到規(guī)則通道組（groupofregularchannel）中的通道稱為規(guī)則通道。一般情況下，如果僅是一般模擬輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換，那么將該模擬輸入信號(hào)的通道設(shè)置為規(guī)則通道即可。規(guī)則通道組02劃分到注入通道組（groupofinjectedchannel）中的通道稱為注入通道。如果需要轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)較其它的模擬輸入信號(hào)要高，那么可以將該模擬輸入信號(hào)的通道歸入注入通道組中。注入通道03規(guī)則通道相當(dāng)于正常運(yùn)行的程序，而注入通道呢，就相當(dāng)于中斷。當(dāng)主程序正常執(zhí)行的時(shí)候，中斷是可以打斷其執(zhí)行的。同這個(gè)類似，注入通道的轉(zhuǎn)換可以打斷規(guī)則通道的轉(zhuǎn)換，在注入通道被轉(zhuǎn)換完成之后，規(guī)則通道才得以繼續(xù)轉(zhuǎn)換。通道組劃分12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.4時(shí)序圖

ADC在開(kāi)始精確轉(zhuǎn)換前需要一個(gè)穩(wěn)定時(shí)間tSTAB。在開(kāi)始ADC轉(zhuǎn)換和14個(gè)時(shí)鐘周期后，EOC標(biāo)志被設(shè)置，16位ADC數(shù)據(jù)寄存器包含轉(zhuǎn)換的結(jié)果。12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.5數(shù)據(jù)對(duì)齊ADC_CR2寄存器中的ALIGN位選擇轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的對(duì)齊方式。數(shù)據(jù)可以左對(duì)齊或右對(duì)齊，如圖所示。注入組通道轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)值已經(jīng)減去了在ADC_JOFRx寄存器中定義的偏移量，因此結(jié)果可以是一個(gè)負(fù)值。SEXT位是擴(kuò)展的符號(hào)值。對(duì)于規(guī)則組通道，不需減去偏移值，因此只有12個(gè)位有效轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)右對(duì)齊轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)左對(duì)齊12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.6校準(zhǔn)ADC有一個(gè)內(nèi)置自校準(zhǔn)模式。校準(zhǔn)可大幅減小因內(nèi)部電容器組的變化而造成的準(zhǔn)精度誤差。在校準(zhǔn)期間，在每個(gè)電容器上都會(huì)計(jì)算出一個(gè)誤差修正碼(數(shù)字值)，這個(gè)碼用于消除在隨后的轉(zhuǎn)換中每個(gè)電容器上產(chǎn)生的誤差。通過(guò)設(shè)置ADC_CR2寄存器的CAL位啟動(dòng)校準(zhǔn)。一旦校準(zhǔn)結(jié)束，CAL位被硬件復(fù)位，可以開(kāi)始正常轉(zhuǎn)換。建議在上電時(shí)執(zhí)行一次ADC校準(zhǔn)。校準(zhǔn)階段結(jié)束后，校準(zhǔn)碼儲(chǔ)存在ADC_DR中。STM32F103微控制器ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間TCONV=采樣時(shí)間+量化編碼時(shí)間，其中量化編碼時(shí)間固定為12.5個(gè)ADC時(shí)鐘周期。采樣周期數(shù)目可以通過(guò)ADC_SMPR1和ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2:0]位更改。12.2.7轉(zhuǎn)換時(shí)間例如：當(dāng)ADCCLK=14MHz，采樣時(shí)間為1.5周期TCONV=1.5+12.5=14周期=1μs12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.8轉(zhuǎn)換模式1.單次轉(zhuǎn)換模式:

ADC只執(zhí)行一次轉(zhuǎn)換如果一個(gè)規(guī)則通道被轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在16位ADC_DR寄存器中，EOC（轉(zhuǎn)換結(jié)束）標(biāo)志被設(shè)置，如果設(shè)置了EOCIE，則產(chǎn)生中斷。如果一個(gè)注入通道被轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在16位的ADC_DRJ1寄存器中，JEOC（注入轉(zhuǎn)換結(jié)束）標(biāo)志被設(shè)置，如果設(shè)置了JEOCIE位，則產(chǎn)生中斷。2.連續(xù)轉(zhuǎn)換模式:前面ADC轉(zhuǎn)換一結(jié)束馬上就啟動(dòng)另一次轉(zhuǎn)換如果一個(gè)規(guī)則通道被轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在16位的ADC_DR寄存器中，EOC（轉(zhuǎn)換結(jié)束）標(biāo)志被設(shè)置，如果設(shè)置了EOCIE，則產(chǎn)生中斷。如果一個(gè)注入通道被轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在16位的ADC_DRJ1寄存器中，JEOC（注入轉(zhuǎn)換結(jié)束）標(biāo)志被設(shè)置，如果設(shè)置了JEOCIE位，則產(chǎn)生中斷。3.掃描模式:此模式用來(lái)掃描一組模擬通道掃描模式可通過(guò)設(shè)置ADC_CR1寄存器的SCAN位來(lái)選擇。一旦這個(gè)位被設(shè)置，ADC掃描所有被ADC_SQRX寄存器（對(duì)規(guī)則通道）或ADC_JSQR（對(duì)注入通道）選中的所有通道。12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.8轉(zhuǎn)換模式4.間斷模式規(guī)則組：通過(guò)設(shè)置ADC_CR1寄存器上的DISCEN位激活當(dāng)以間斷模式轉(zhuǎn)換一個(gè)規(guī)則組時(shí)，轉(zhuǎn)換序列結(jié)束后不自動(dòng)從頭開(kāi)始。當(dāng)所有子組被轉(zhuǎn)換完成，下一次觸發(fā)啟動(dòng)第一個(gè)子組的轉(zhuǎn)換。注入組：通過(guò)設(shè)置ADC_CR1寄存器的JDISCEN位激活當(dāng)完成所有注入通道轉(zhuǎn)換，下個(gè)觸發(fā)啟動(dòng)第1個(gè)注入通道的轉(zhuǎn)換。不能同時(shí)使用自動(dòng)注入和間斷模式。必須避免同時(shí)為規(guī)則和注入組設(shè)置間斷模式。間斷模式只能作用于一組轉(zhuǎn)換12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.9外部觸發(fā)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換可以由外部事件觸發(fā)（例如定時(shí)器捕獲，EXTI線）。如果設(shè)置了EXTTRIG控制位，則外部事件就能夠觸發(fā)轉(zhuǎn)換。EXTSEL[2:0]和JEXTSEL2:0]控制位允許應(yīng)用程序選擇8個(gè)可能的事件中的某一個(gè)，可以觸發(fā)規(guī)則和注入組的采樣。觸發(fā)源類型EXTSEL[2:0]TIM1_CC1事件來(lái)自片上定時(shí)器的內(nèi)部信號(hào)000TIM1_CC2事件001TIM1_CC3事件010TIM2_CC2事件011TIM3_TRGO事件100TIM4_CC4事件101EXTI線11/TIM8_TRGO外部引腳/來(lái)自片上定時(shí)器的內(nèi)部信號(hào)110SWSTART軟件控制位111注意：當(dāng)外部觸發(fā)信號(hào)被選為ADC規(guī)則或注入轉(zhuǎn)換時(shí)，只有它的上升沿可以啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。12.2STM32F103的ADC工作原理12.2.10中斷和DMA請(qǐng)求1.中斷規(guī)則組和注入組轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)能產(chǎn)生中斷，當(dāng)模擬看門狗狀態(tài)位被設(shè)置時(shí)也能產(chǎn)生中斷。它們都有獨(dú)立的中斷使能位。2.DMA因?yàn)橐?guī)則通道轉(zhuǎn)換的值儲(chǔ)存在一個(gè)僅有的數(shù)據(jù)寄存器中，所以當(dāng)轉(zhuǎn)換多個(gè)規(guī)則通道時(shí)需要使用DMA，這可以避免丟失已經(jīng)存儲(chǔ)在ADC_DR寄存器中的數(shù)據(jù)。相關(guān)內(nèi)容和示例將在下一章中講解。中斷事件事件標(biāo)志使能控制位規(guī)則組轉(zhuǎn)換結(jié)束EOCEOCIE注入組轉(zhuǎn)換結(jié)束JEOCJEOCIE設(shè)置了模擬看門狗狀態(tài)位AWDAWDIE12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)本節(jié)介紹ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.1函數(shù)ADC_DeInit函數(shù)名ADC_DeInit函數(shù)原形voidADC_DeInit(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述將外設(shè)ADCx的全部寄存器重設(shè)為缺省值輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸出參數(shù)2無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)RCC_APB2PeriphClockCmd()例：/*ResetsADC2*/ADC_DeInit(ADC2);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.2函數(shù)ADC_Init函數(shù)名ADC_Init函數(shù)原形voidADC_Init(ADC_TypeDef*ADCx,ADC_InitTypeDef*ADC_InitStruct)功能描述根據(jù)ADC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)ADCx的寄存器輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸入?yún)?shù)2ADC_InitStruct：指向結(jié)構(gòu)ADC_InitTypeDef的指針，包含了指定外設(shè)ADC的配置信息輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)ADC_Mode：

設(shè)置ADC工作在獨(dú)立或者雙ADC模式ADC_Mode描述ADC_Mode_IndependentADC1和ADC2工作在獨(dú)立模式ADC_Mode_RegInjecSimultADC1和ADC2工作在同步規(guī)則和同步注入模式ADC_Mode_RegSimult_AlterTrigADC1和ADC2工作在同步規(guī)則模式和交替觸發(fā)模式ADC_Mode_InjecSimult_FastInterlADC1和ADC2工作在同步規(guī)則模式和快速交替模式ADC_Mode_InjecSimult_SlowInterlADC1和ADC2工作在同步注入模式和慢速交替模式ADC_Mode_InjecSimultADC1和ADC2工作在同步注入模式ADC_Mode_RegSimultADC1和ADC2工作在同步規(guī)則模式ADC_Mode_FastInterlADC1和ADC2工作在快速交替模式ADC_Mode_SlowInterlADC1和ADC2工作在慢速交替模式ADC_Mode_AlterTrigADC1和ADC2工作在交替觸發(fā)模式12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.2函數(shù)ADC_InitADC_ScanConvMode：規(guī)定了模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在掃描模式（多通道）還是單次（單通道）模式。可以設(shè)置這個(gè)參數(shù)為ENABLE或者DISABLE。ADC_ContinuousConvMode：規(guī)定了模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在連續(xù)還是單次模式。可以設(shè)置這個(gè)參數(shù)為ENABLE或者DISABLE。ADC_ExternalTrigConv：

定義了使用外部觸發(fā)來(lái)啟動(dòng)規(guī)則通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換，ADC_ExternalTrigConv描述ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1選擇定時(shí)器1的捕獲比較1作為轉(zhuǎn)換外部觸發(fā)ADC_ExternalTrigConv_T1_CC2選擇定時(shí)器1的捕獲比較2作為轉(zhuǎn)換外部觸發(fā)ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3選擇定時(shí)器1的捕獲比較3作為轉(zhuǎn)換外部觸發(fā)ADC_ExternalTrigConv_T2_CC2選擇定時(shí)器2的捕獲比較2作為轉(zhuǎn)換外部觸發(fā)ADC_ExternalTrigConv_T3_TRGO選擇定時(shí)器3的TRGO作為轉(zhuǎn)換外部觸發(fā)ADC_ExternalTrigConv_T4_CC4選擇定時(shí)器4的捕獲比較4作為轉(zhuǎn)換外部觸發(fā)ADC_ExternalTrigConv_Ext_IT11_TIM8_TRGO選擇外部中斷線11或TIM8的TRGO作為轉(zhuǎn)換外部觸發(fā)ADC_ExternalTrigConv_None轉(zhuǎn)換由軟件而不是外部觸發(fā)啟動(dòng)ADC_DataAlign：

規(guī)定了ADC數(shù)據(jù)向左邊對(duì)齊還是向右邊對(duì)齊。ADC_DataAlign

描述ADC_DataAlign_RightADC數(shù)據(jù)右對(duì)齊ADC_DataAlign_LeftADC數(shù)據(jù)左對(duì)齊12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.2函數(shù)ADC_InitADC_NbreOfChannel：規(guī)定了順序進(jìn)行規(guī)則轉(zhuǎn)換的ADC通道的數(shù)目。這個(gè)數(shù)目的取值范圍是1到16。例：/*InitializetheADC1accordingtotheADC_InitStructuremembers*/ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=ENABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_Ext_IT11_TIM8_TRGO;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=16;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.3函數(shù)ADC_RegularChannelConfig函數(shù)名ADC_RegularChannelConfig函數(shù)原形voidADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_Channel,u8Rank,u8ADC_SampleTime)功能描述設(shè)置指定ADC的規(guī)則組通道，設(shè)置它們的轉(zhuǎn)化順序和采樣時(shí)間輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸入?yún)?shù)2ADC_Channel：被設(shè)置的ADC通道輸入?yún)?shù)3Rank：規(guī)則組采樣順序。取值范圍1到16。輸入?yún)?shù)4ADC_SampleTime：指定ADC通道的采樣時(shí)間值參閱章節(jié)ADC_SampleTime查閱更多該參數(shù)允許取值范圍輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)例：/*ConfiguresADC1Channel2as:firstconvertedchannelwithan7.5cyclessampletime*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2,1,ADC_SampleTime_7Cycles5);/*ConfiguresADC1Channel8as:secondconvertedchannelwithan1.5cyclessampletime*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_8,2,ADC_SampleTime_1Cycles5);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.3函數(shù)ADC_RegularChannelConfigADC_Channel：參數(shù)ADC_Channel指定了通過(guò)調(diào)用函數(shù)ADC_RegularChannelConfig來(lái)設(shè)置的ADC通道。ADC_Channel描述ADC_Channel描述ADC_Channel_0選擇ADC通道0ADC_Channel_9選擇ADC通道9ADC_Channel_1選擇ADC通道1ADC_Channel_10選擇ADC通道10ADC_Channel_2選擇ADC通道2ADC_Channel_11選擇ADC通道11ADC_Channel_3選擇ADC通道3ADC_Channel_12選擇ADC通道12ADC_Channel_4選擇ADC通道4ADC_Channel_13選擇ADC通道13ADC_Channel_5選擇ADC通道5ADC_Channel_14選擇ADC通道14ADC_Channel_6選擇ADC通道6ADC_Channel_15選擇ADC通道15ADC_Channel_7選擇ADC通道7ADC_Channel_16選擇ADC通道16ADC_Channel_8選擇ADC通道8ADC_Channel_17選擇ADC通道17ADC_SampleTime:設(shè)定了選中通道的ADC采樣時(shí)間ADC_SampleTime描述ADC_SampleTime_1Cycles5采樣時(shí)間為1.5周期ADC_SampleTime_7Cycles5采樣時(shí)間為7.5周期ADC_SampleTime_13Cycles5采樣時(shí)間為13.5周期ADC_SampleTime_28Cycles5采樣時(shí)間為28.5周期ADC_SampleTime_41Cycles5采樣時(shí)間為41.5周期ADC_SampleTime_55Cycles5采樣時(shí)間為55.5周期ADC_SampleTime_71Cycles5采樣時(shí)間為71.5周期ADC_SampleTime_239Cycles5采樣時(shí)間為239.5周期12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.4函數(shù)ADC_InjectedChannleConfig函數(shù)名ADC_InjectedChannleConfig函數(shù)原形voidADC_InjectedChannelConfig(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_Channel,u8Rank,u8ADC_SampleTime)功能描述設(shè)置指定ADC的注入組通道，設(shè)置它們的轉(zhuǎn)化順序和采樣時(shí)間輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸入?yún)?shù)2ADC_Channel：被設(shè)置的ADC通道輸入?yún)?shù)3Rank：規(guī)則組采樣順序。取值范圍1到4。輸入?yún)?shù)4ADC_SampleTime：指定ADC通道的采樣時(shí)間值參閱章節(jié)ADC_SampleTime查閱更多該參數(shù)允許取值范圍輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件之前必須調(diào)用函數(shù)ADC_InjectedSequencerLengthConfig來(lái)確定注入轉(zhuǎn)換通道的數(shù)目。特別是在通道數(shù)目小于4的情況下，來(lái)正確配置每個(gè)注入通道的轉(zhuǎn)化順序。被調(diào)用函數(shù)無(wú)ADC_Channel:參數(shù)ADC_Channel指定了需設(shè)置的ADC通道。ADC_SampleTime:ADC_SampleTime設(shè)定了選中通道的ADC采樣時(shí)間。例：ADC_InjectedChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_12,2,ADC_SampleTime_28Cycles5);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.5函數(shù)ADC_Cmd函數(shù)名ADC_Cmd函數(shù)原形voidADC_Cmd(ADC_TypeDef*ADCx,FunctionalStateNewState)功能描述使能或者失能指定的ADC輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸入?yún)?shù)2NewState：外設(shè)ADCx的新?tīng)顟B(tài)這個(gè)參數(shù)可以取：ENABLE或者DISABLE輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)12.3.6函數(shù)ADC_ResetCalibration函數(shù)名ADC_ResetCalibration函數(shù)原形voidADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述重置指定的ADC的校準(zhǔn)寄存器輸入?yún)?shù)ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)例：/*EnableADC1*/ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);例：/*ResettheADC1Calibrationregisters*/ADC_ResetCalibration(ADC1);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.7函數(shù)ADC_GetResetCalibrationStatus函數(shù)名ADC_GetResetCalibrationStatus函數(shù)原形FlagStatusADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述獲取ADC重置校準(zhǔn)寄存器的狀態(tài)輸入?yún)?shù)ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸出參數(shù)無(wú)返回值A(chǔ)DC重置校準(zhǔn)寄存器的新?tīng)顟B(tài)（SET或者RESET）先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)12.3.8函數(shù)ADC_StartCalibration函數(shù)名ADC_StartCalibration函數(shù)原形voidADC_StartCalibration(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述開(kāi)始指定ADC的校準(zhǔn)狀態(tài)輸入?yún)?shù)ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)例：/*GettheADC2resetcalibrationregistersstatus*/FlagStatusStatus;Status=ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2);例：/*StarttheADC2Calibration*/ADC_StartCalibration(ADC2);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.9函數(shù)ADC_GetCalibrationStatus函數(shù)名ADC_GetCalibrationStatus函數(shù)原形FlagStatusADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述獲取指定ADC的校準(zhǔn)程序輸入?yún)?shù)ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸出參數(shù)無(wú)返回值A(chǔ)DC校準(zhǔn)的新?tīng)顟B(tài)（SET或者RESET）先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)函數(shù)名ADC_GetCalibrationStatus12.3.10函數(shù)ADC_SoftwareStartConvCmd函數(shù)名ADC_SoftwareStartConvCmd函數(shù)原形voidADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef*ADCx,FunctionalStateNewState)功能描述使能或者失能指定的ADC的軟件轉(zhuǎn)換啟動(dòng)功能輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸入?yún)?shù)2NewState：指定ADC的軟件轉(zhuǎn)換啟動(dòng)新?tīng)顟B(tài)

這個(gè)參數(shù)可以取：ENABLE或者DISABLE輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)例：/*GettheADC2calibrationstatus*/FlagStatusStatus;Status=ADC_GetCalibrationStatus(ADC2);例：/*StartbysoftwaretheADC1Conversion*/ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.11函數(shù)ADC_GetConversionValue函數(shù)名ADC_GetConversionValue函數(shù)原形u16ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述返回最近一次ADCx規(guī)則組的轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入?yún)?shù)ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸出參數(shù)無(wú)返回值轉(zhuǎn)換結(jié)果先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)12.3.13函數(shù)ADC_DMACmd函數(shù)名ADC_DMACmd函數(shù)原形ADC_DMACmd(ADC_TypeDef*ADCx,FunctionalStateNewState)功能描述使能或者失能指定的ADC的DMA請(qǐng)求輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸入?yún)?shù)2NewState：ADCDMA傳輸?shù)男聽(tīng)顟B(tài)這個(gè)參數(shù)可以取：ENABLE或者DISABLE輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)例：/*ReturnstheADC1Masterdatavalueofthelastconvertedchannel*/u16DataValue;DataValue=ADC_GetConversionValue(ADC1);例：/*EnableADC2DMAtransfer*/ADC_DMACmd(ADC2,ENABLE);12.3ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)12.3.12函數(shù)ADC_GetFlagStatus函數(shù)名ADC_GetFlagStatus函數(shù)原形FlagStatusADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_FLAG)功能描述檢查制定ADC標(biāo)志位置1與否輸入?yún)?shù)1ADCx：x可以是1、2或3來(lái)選擇ADC外設(shè)輸入?yún)?shù)2ADC_FLAG：指定需檢查的標(biāo)志位

參閱章節(jié)ADC_FLAG查閱更多該參數(shù)允許取值范圍輸出參數(shù)無(wú)返回值無(wú)先決條件無(wú)被調(diào)用函數(shù)無(wú)ADC_FLAG：

設(shè)置ADC工作在獨(dú)立或者雙ADC模式ADC_AnalogWatchdog描述ADC_FLAG_AWD模擬看門狗標(biāo)志位ADC_FLAG_EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位ADC_FLAG_JEOC注入組轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位ADC_FLAG_JSTRT注入組轉(zhuǎn)換開(kāi)始標(biāo)志位ADC_FLAG_STRT規(guī)則組轉(zhuǎn)換開(kāi)始標(biāo)志位例：/*TestiftheADC1EOCflagissetornot*/FlagStatusStatus;Status=ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC);12.4項(xiàng)目實(shí)例本節(jié)帶領(lǐng)大家實(shí)現(xiàn)四通道模擬量采集與顯示項(xiàng)目12.4項(xiàng)目實(shí)例12.4.1項(xiàng)目分析實(shí)驗(yàn)板提供4路模擬信號(hào)輸入電路，分別的連接至微控制器的PA0-PA3引腳，又查表12-2可知該4路模擬輸入信號(hào)在微控制器內(nèi)部分別連接至ADC1、ADC2和ADC3的通道0至通道3。12.4項(xiàng)目實(shí)例12.4.1項(xiàng)目分析開(kāi)啟時(shí)鐘及分頻需要打開(kāi)ADC1時(shí)鐘、GPIOA時(shí)鐘和AFIO時(shí)鐘，并對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘6分頻作為ADC時(shí)鐘：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);01設(shè)置GPIO口的模式在作為ADC輸入的時(shí)候，GPIO口應(yīng)該配置為是：模擬輸入（即：GPIO_Mode_AIN）。02進(jìn)行ADC模式的初始化ADC的初始化我們可以調(diào)用庫(kù)函數(shù)的ADC_Init()。它有兩個(gè)輸入?yún)?shù)：第一個(gè)參數(shù)是選擇你要設(shè)置的ADC，我們使用ADC1，所以設(shè)置為：ADC1。第二個(gè)參數(shù)是傳遞一個(gè)結(jié)構(gòu)體的指針。ADC_Mode：表示ADC的模式，我們使用獨(dú)立模式（ADC_Mode_Independent）。ADC_ScanConvMode：表示ADC是否使用掃描模式，這里不使用，所以設(shè)置為：DISABLE。ADC_ContinuousConvMode：表示ADC是否使用連續(xù)模式，也就是一直轉(zhuǎn)換。是單次轉(zhuǎn)換，設(shè)置為：DISABLE。ADC_ExternalTrigConv：表示觸發(fā)方式，我們這里是軟件觸發(fā)，所以設(shè)置為：ADC_ExternalTrigConv_None。ADC_DataAlign：表示存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的對(duì)齊方式。我們使用右對(duì)齊，所以設(shè)置為：ADC_DataAlign_Right。ADC_NbrOfChannel：表示順序進(jìn)行規(guī)則轉(zhuǎn)換的通道數(shù)，我們一次只轉(zhuǎn)換一個(gè)通道，所以我們可以把這個(gè)設(shè)置為：1。0312.4項(xiàng)目實(shí)例12.4.1項(xiàng)目分析復(fù)位ADC校準(zhǔn)，然后檢測(cè)復(fù)位ADC校準(zhǔn)是否完成ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定的ADC的校準(zhǔn)寄存器while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//獲取ADC重置校準(zhǔn)寄存器的狀態(tài)05開(kāi)啟ADC校準(zhǔn)，然后等待ADC校準(zhǔn)開(kāi)啟成功ADC_StartCalibration(ADC1);//開(kāi)始指定ADC的校準(zhǔn)狀態(tài)while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//獲取指定ADC的校準(zhǔn)程序06設(shè)置采樣周期和選擇通道我們可以用ADC_RegularChannelConfig()函數(shù)，它有4個(gè)參數(shù)：參數(shù)1用于選擇ADC，此處選擇ADC1，參數(shù)2用于設(shè)置采樣通道，我們共采集4個(gè)通道，通道號(hào)為0~3，每次選擇一個(gè)通道，程序切換。參數(shù)3為所選通道采樣順序，參數(shù)4用于設(shè)置采樣周期。ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);07開(kāi)啟ADC使能ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//打開(kāi)ADC使能0412.4項(xiàng)目實(shí)例12.4.1項(xiàng)目分析等待轉(zhuǎn)換完成，并讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果可以使用ADC_GetConversionValue()函數(shù)，它返回最后一次規(guī)則轉(zhuǎn)換結(jié)果。它有一個(gè)參數(shù)，用來(lái)選擇讀取哪個(gè)ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果，設(shè)置為ADC1while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束09開(kāi)始轉(zhuǎn)換我們使用的是軟件觸發(fā)功能，所以要軟件開(kāi)啟轉(zhuǎn)換。ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);0812.4項(xiàng)目實(shí)例第一步：復(fù)制第11章創(chuàng)建工程模板文件夾到桌面，并將文件夾改名為“11ADC”,將原工程模板編譯一下，直到?jīng)]有錯(cuò)誤和警告為止。10OLED11ADC第二步：為工程模板的“ST_Driver”項(xiàng)目組添加STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)ADC庫(kù)函數(shù)源文件“stm32f10x_adc.c”，該文件位于“..\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\src”目錄下。12.4.2項(xiàng)目實(shí)施12.4項(xiàng)目實(shí)例項(xiàng)目實(shí)施第三步：點(diǎn)擊“File/New”新建兩個(gè)文件，將其改名為ADC.C和ADC.H并保存到工程模板下的APP文件夾中。并將ADC.C文件添加到APP項(xiàng)目組下。第四步：在ADC.H文件中輸入如下源程序，其中條件編譯格式不變，只要更改一下預(yù)定義變量名稱即可，需要將我們剛定義函數(shù)的聲明加到頭文件當(dāng)中。參考代碼如下:#ifndef_ADC_H#define_ADC_H#include"stm32f10x.h"voidadc1_init(void);#endif12.4項(xiàng)目實(shí)例第四步：在ADC.C文件中輸入如下源程序，在程序中首先包含ADC.H頭文件，然后創(chuàng)建adc1_init()初始化函數(shù)，函數(shù)用于完成對(duì)ADC1的初始化工作。#include"ADC.H"voidadc1_init(){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

//配置ADC-CLK為6分頻72/6=12MGPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;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_0,1,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);}項(xiàng)目實(shí)施參考程序代碼12.4項(xiàng)目實(shí)例第五步：在main.h文件的中間部分添加“#include"ADC.H"”語(yǔ)句，即包含ADC.H頭文件，任何時(shí)候程序中需要使用某一源文件中函數(shù)，必須先包含其頭文件，否則編譯是不能通過(guò)的。項(xiàng)目實(shí)施第五步參考代碼如下:#ifndef_MAIN_H#define_MAIN_H#include"stm32f10x.h"#include"LED.h"#include"beepkey.h"#include"dsgshow.h"#include"EXTI.H“#include"timer.h“#include"USART.H“#include"OLED.H“#include"ADC.H"#endif12.4項(xiàng)目實(shí)例第七步：在main.c文件中輸入如下源程序，在main函數(shù)當(dāng)中首先選擇一個(gè)通道，對(duì)其進(jìn)行20次采樣，然后進(jìn)行均值濾波，調(diào)用顯示函數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，全部通道采集完成之后再重新開(kāi)始采集，如此循環(huán)。項(xiàng)目實(shí)施include“main.h"u8hour,minute,second;externu8smgduan[11];externu16smgwei[6];voidShowADval(u8cnum,u32ADVal)//顯示AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)值{u16i,j;for(i=0;i<6000;i++){GPIO_Write(GPIOE,smgwei[0]);GPIO_Write(GPIOG,smgduan[cnum+1]);//顯示通道號(hào)