STM8S_005_ADC采集单通道电压

Ⅰ、写在前面

和前面51系列的芯片相比，STM8S芯片的优势之一在于外设资源要丰富且功能要强大的多。因此，本文讲述STM8S的一项比较实用的功能：ADC采集电压。

在物联网的产品中，大多数传感器都使用了模数转换（ADC）这一功能。本文提供STM8S两种转换模式：
Ø 单次软件触发
Ø 连续转换

本文将结合“STM8S参考手册”中ADC章节和软件源代码给大家讲述关于ADC相关的知识和用法。

为方便大家阅读，本文内容已经整理成PDF文件：
http://pan.baidu.com/s/1i5uWhJR
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Ⅱ、ADC基础知识

ADC：Analog-to-Digital Converter，即模拟到数字的转换

STM8S提供的ADC1和ADC2是10位的逐次比较型模拟数字转换器。提供多达16个多功能的输入通道(实际准确的通道数量在数据手册的引脚描述说明)。 A/D转换的各个通道可以执行单次和连续的转换模式。

相对于ADC2， ADC1具有一些扩展功能，包括扫描模式，带缓存的连续模式以及模拟看门狗。请参考数据手册来了解不同产品型号的ADC1和ADC2的功能信息。

主要功能：
ADC1和ADC2的功能如下：
● 10位的分辨率
● 单次和连续的转换模式
● 可编程的(转换频率的)预分频： fMASTER 可以被分频 2 到 18
● 可以选择ADC专用外部中断(ADC_ETR)或者定时器触发信号(TRGO)来作为外部触发信号
● 模拟放大 (对于具有VREF引脚的型号)
● 转换结束时可产生中断
● 灵活的数据对齐方式
● ADC 输入电压范围： VSSA ≤ VIN ≤ VDDA

ADC1具有以下扩展功能：
● 带缓冲的连续转换模式
● 单次和连续转换的扫描模式
● 具有上限和下限门槛的模拟看门狗
● 模拟看门狗事件发生可产生中断

ADC 开-关控制：
通过置位ADC_CR1寄存器的 ADON位来开启ADC。当首次置位ADON位时， ADC从低功耗模式唤醒。为了启动转换必须第二次使用写指令来置位ADC_CR1寄存器的位。

在转换结束时ADC会保持在上电状态，用户只需要置位ADON位一次来启动下一次的转换。

如果长时间没有使用ADC，推荐将ADC模块切换到低功耗模式来降低功耗，这可以通过清零ADON位来实现。

当ADC模块上电后，所选通道对应的I/O口输出模块是被禁用的。因此推荐在ADC上电之前要选择合适的ADC转换通道。

ADC时钟：
ADC的时钟是由fMASTER时钟经过预分频后供给的。时钟的预分频因子是由 ADC_CR1寄存器的SPSEL[2:0]决定的。

通道选择：
有多达 16 个外部输入通道。实际外部通道的数量取决于MCU 封装大小。
如果在一次转换过程中改变通道选择，那么当前的转换被复位同时一个新的开始指令脉冲被发送到ADC

转换模式：
ADC支持5种转换模式：单次模式，连续模式，带缓存的连续模式，单次扫描模式，连续扫描模式。

Ⅲ、软件工程源代码

1、关于工程

本文提供的工程代码是基于前面软件工程“STM8S-A04_UART基本收发数据”增加ADC修改而来。初学的朋友可以参看我前面对应的基础文章，那些文章讲的比较详细。

工程源代码主要实现功能：ADC单次软件触发采集电压、ADC连续转换采集电压。

本文重点讲述关于ADC的内容：
ADC_Initializes：ADC初始化
ADC_Read：读取电压

2.代码分析说明

A.ADC_Initializes：初始化
void ADC_Initializes(void)
{
GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);

ADC1_Init(ADC1_CONVERSIONMODE_SINGLE, ADC1_CHANNEL_3, ADC1_PRESSEL_FCPU_D2, \
ADC1_EXTTRIG_TIM, DISABLE, ADC1_ALIGN_RIGHT, ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL3,\
DISABLE);

ADC1_Cmd(ENABLE);
}

GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT)初始化ADC通道引脚：
这句比较简单，配置ADC对应的引脚为浮动输入模式。

ADC1_Init初始化ADC配置：
ADC1_CONVERSIONMODE_SINGLE：单次转换（该参数可以为连续转换）
ADC1_CHANNEL_3：对应通道（具体查看数据手册）
ADC1_PRESSEL_FCPU_D2：时钟分频
ADC1_EXTTRIG_TIM：外部触发方式
DISABLE：是否使能该触发方式
ADC1_ALIGN_RIGHT：对齐方式（可以左右对齐）
ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL3：指定触发通道
DISABLE：是否使能指定触发通道

ADC1_Cmd(ENABLE)使能ADC

B.ADC_Read：读取电压函数

uint32_t ADC_Read(void)
{
uint8_t i;
uint16_t adc_value = 0;
uint32_t adc_voltage = 0;

for(i=0; i<4; i++)
{
ADC1_StartConversion(); //启动AD转换
while(RESET == ADC1_GetFlagStatus(ADC1_FLAG_EOC));
ADC1_ClearFlag(ADC1_FLAG_EOC); //等待转换完成，并清除标志

adc_value += ADC1_GetConversionValue(); //读取转换结果
}

adc_voltage = adc_value >> 2; //求平均
adc_voltage = (adc_voltage*3300) >> 10; //1000倍电压值

return adc_voltage;
}

这里需要注意单次转换和连续转换的区别：
单次转换就是每次都需要软件触发一下；
而连续则不需要软件每次都触发，只需要触发一次。

C.主函数功能

while(1)
{
LED_ON; //LED亮
TIMDelay_Nms(500);
LED_OFF; //LED灭
TIMDelay_Nms(500);

voltage = ADC_Read(); //读取电压
vol_buf[0] = (voltage/1000)%10 + '0'; //转换为打印BUF
vol_buf[1] = (voltage/100)%10 + '0';
vol_buf[2] = (voltage/10)%10 + '0';
vol_buf[3] = (voltage)%10 + '0';
UART1_SendNByte(vol_buf, 4); //打印电压(1000倍)
}

本文提供例程是间隔1s读取ADC并通过UART串口打印的方式进行测试。故在这里使用了UART。

Ⅳ、下载

STM8S资料：
http://pan.baidu.com/s/1o7Tb9Yq

软件源代码工程（STM8S-A05_ADCxxx）：
http://pan.baidu.com/s/1c2EcRo0

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Ⅴ、最后

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