STM32 AD单通道与多通道实战指南

文章目录

    • AD单通道（实验）
      • 有关配置的库函数
      • AD单通道部分主要代码
    • AD多通道实现
      • 多通道采集实现思路探讨
      • 单次转换非扫描模式实现AD多通道
      • AD多通道部分代码

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AD单通道（实验）

在这里插入图片描述
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  1. 初始化流程：
    开启时钟 → 配置 GPIO 为模拟输入 → 配置规则组通道 → 初始化 ADC 结构体 → 开启 ADC 电源 → 校准 ADC。
  2. 单次转换流程：
    软件触发转换 → 等待 EOC 标志位 → 读取转换结果。

有关配置的库函数

1. RCC_ADCCLKConfig

  • 功能：配置 ADC 的时钟分频器，确定 ADC 工作时钟（ADCCLK）。
  • 参数：可选分频系数为 2、4、6、8，输入时钟为 APB2 的 72MHz 时钟。
    • 示例：若选择 6 分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz。
  • 作用：确保 ADC 工作在合适的时钟频率下，保证转换精度和稳定性。
  • 在RCC库函数中，配置ADC工作时钟。

2.电源与校准函数

  • ADC_Cmd
    • 功能：开启或关闭 ADC 电源。
    • 参数：ENABLE 启动 ADC，DISABLE 关闭。
  • 校准函数组（需按顺序调用）：
    • ADC_ResetCalibration：复位校准寄存器。
    • ADC_GetResetCalibrationStatus：等待复位校准完成（通过循环检测标志位）。
    • ADC_StartCalibration：启动校准。
    • ADC_GetCalibrationStatus：等待校准完成（通过循环检测标志位）。
    • 作用：减小 ADC 转换误差，需在初始化后调用。

3.中断与 DMA 相关函数

  • ITConfig：开启或关闭 ADC 中断（如模拟看门狗中断）。
  • NVIC_Init：配置中断优先级（需结合 ITConfig 使用）。
  • DMA_Cmd：开启 DMA 传输（用于多通道数据搬运，会议中未深入讲解）。

4.触发与转换控制函数

  • ADC_SoftwareStartConvCmd
    • 功能：软件触发 ADC 开始转换（适用于单次转换模式）。
    • 参数：ENABLE 触发转换，DISABLE 关闭。
  • ADC_GetSoftwareStartConvStatus
    • 不能获取软件触发转换状态，因为当有软件触发标志时，一旦开始转化就会将软件触发标志位清零，不会通过该函数获得是否转化完成。
  • ADC_GetFlagStatus
    • 功能：获取转换状态标志位。
    • 关键参数
      • ADC_FLAG_EOC：规则组转换完成标志位（转换结束后硬件置 1）。
    • 用途：通过检测 EOC 标志位判断转换是否完成，而非使用 ADC_GetSoftwareStartConvStatus（该函数仅返回触发状态，与转换完成无关）。

5.配置间断模式函数

  • ADC_DiscModeChannelCountConfig
    • 每隔几个通道间断一次
  • ADC_DiscModeCmd
    • 是否开启间断模式

6.规则组通道配置

  • ADC_RegularChannelConfig
    • 功能：配置规则组通道参数，如通道号、序列位置、采样时间。
    • 参数
      • ADCx：ADC 外设（如 ADC1）。
      • ADC_Channel：通道编号（如 PA0 对应 ADC_Channel_0）。
      • Rank：序列位置（1~16，非扫描模式下仅需设为 1）。
      • ADC_SampleTime：采样时间（影响转换速度和稳定性，可选短 / 中 / 长周期）。

7.其他

  • ADC_ExternalTrigConvCmd

    • 外部触发转换控制 ，就是是否允许外部触发转换

  • ADC_GetConversionValue

    • 功能：读取规则组通道的转换结果（16 位无符号整数）。
    • 返回值：转换后的数字量，需结合参考电压计算实际模拟值。

  • ADC_GetDualModeConversionValue

    • ADC获取双模式转换值，双ADC模式读取转化结果的函数

  • ADC_TempSensorVrefintCmd

    • ADC温度传感器，内部参考电压控制，用来开启内部的两个通道。

8.注入组与模拟看门狗函数

  • 注入组函数：带 Injected 前缀的函数（如 ADC_InjectedChannelConfig），用于配置紧急通道（会议中未使用）。

  • 模拟看门狗函数

    • ADC_AnalogWatchdogCmd：启动模拟看门狗，监测输入电压是否超出阈值。
    • ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig：设置电压阈值（高 / 低阈值）。

  • ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig

    • 配置看门的通道

AD单通道部分主要代码

// AD.c
#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_Init(void)
{//1.开始时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//2. 配置ADC时钟信号//只能使用6 或者 8 分频，因为有限制RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//3.配置gpio口 //初始化gpioinit参数中的结构体GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//将gpio口设置为模拟输入模式，就是io口不起作用不会影响数据转化GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//4.配置规则组通道ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//5.初始化ADC模块ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;//是否连续转化ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//对齐方式ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//外部触发方式，使用软件触发，所以配置为ADC_ExternalTrigConv_NoneADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;//配置连续扫描ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);//6. 开启ADC总开关ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//7.校准ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);}
//启动转换，获取结果函数
uint16_t AD_GetValve(void)
{//内部软件启动转换ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//查看是否转化完成//查看标志位，转化完成会将EOC标志位置一while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);//读取数据return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

AD多通道实现

多通道采集实现思路探讨

  • 扫描模式结合 DMA ：利用列表填充四个通道触发转换可实现多通道，但存在数据覆盖问题，最好配合 DMA 实现，讲完 DMA 后再尝试。
  • 手动转运数据问题 ：扫描模式下单个通道转换完成无标志位和中断，只有整个列表转换完才有 EOC 标志位和中断，易造成数据覆盖丢失；且 AD 转换快，手动转运数据对程序要求高，操作困难。
  • 间断模式手动转运 ：可使用间断模式，每转换一个通道暂停，手动转运数据后再继续，但因无标志位需靠 delay 延时保证转换完成，不省心且效率低，暂不推荐。

单次转换非扫描模式实现AD多通道

  • 具体实现方式 ：每次触发转换前手动更改列表第一个位置的通道，如依次写入通道 0、1、2、3 等，触发转换等待读值，就能实现多通道转换。

AD多通道部分代码

//AD.c
#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_Init(void)
{//1.开始时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//2. 配置ADC时钟信号//只能使用6 或者 8 分频，因为有限制RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//3.配置gpio口  //初始化gpioinit参数中的结构体GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//将gpio口设置为模拟输入模式，就是io口不起作用不会影响数据转化GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//5.初始化ADC模块ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;//是否连续转化ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//对齐方式ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//外部触发方式，使用软件触发，所以配置为ADC_ExternalTrigConv_NoneADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;//配置连续扫描ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);//6. 开启ADC总开关ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//7.校准ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);}
//使用单次转化，非扫描模式实现AD多通道
//启动转换，获取结果函数
uint16_t AD_GetValve(uint8_t ADC_Channel)
{//配置规则组通道ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//内部软件启动转换ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//查看是否转化完成//查看标志位，转化完成会将EOC标志位置一while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);//读取数据return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
//main.c#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"
uint16_t value0;
uint16_t value1;
uint16_t value2;
uint16_t value3;int main(void)
{OLED_Init();AD_Init();OLED_ShowString(1, 1, "V0:");OLED_ShowString(2, 1, "V1:");OLED_ShowString(3, 1, "V2:");OLED_ShowString(4, 1, "V3:");while(1){value0 = AD_GetValve(ADC_Channel_0);value1 = AD_GetValve(ADC_Channel_1);value2 = AD_GetValve(ADC_Channel_2);value3 = AD_GetValve(ADC_Channel_3);OLED_ShowNum(1, 4, value0, 4);OLED_ShowNum(2, 4, value1, 4);OLED_ShowNum(3, 4, value2, 4);OLED_ShowNum(4, 4, value3, 4);Delay_ms(100);}
}

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