寒假学习之stm32（13）----ADC（模数转换）

呃，这里的adc没有其他的意思，别想太多。。。 

其实就是Analog-to-Digital Converter（模数转换）啦

所谓的模数转换就是把模拟量转化成数字量，具体应用的话，比如，温度，湿度，酸碱度，力，加速度，速度等等的连续变化的模拟量转化成01010…(数字量) 

如图： 



ADC的介绍 （wiki）: 
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A1%9E%E6%AF%94%E6%95%B8%E4%BD%8D%E8%BD%89%E6%8F%9B%E5%99%A8

工作原理： 
http://www.eepw.com.cn/article/276340.htm

stm32的模数转换的能力还是相当强劲的，在中文参考手册中也有着不小的篇幅进行讲解，我打算结合中文参考手册进行简单的集锦和汇编，让其变得更容易理解和阅读。

STM32f103的adc特点： 

1. 12位逐次逼近型的模拟数字转换器。

逐次逼近式AD转换器中有一个逐次逼近寄存器SAR，其数字量是由它产生的。SAR使用对分搜索法产生数字量，以8位数字量为例，SAR首先产生8位数字量的一半，即8'b1000000，试探模拟量Vi的大小。若Vo>Vi，清楚最高位；反之，则保留最高位。在最高位确认后，SAR又以对分搜索法确定次高位，即以7位数字量的一半8'by1000000（y由前面的过程已确认）试探模拟量Vi的大小。依此类推，直到确定了bit0为止，转换结束。
我觉得，这有点像数学中的二分法，如给一个数a，先用8'b1000000（设为b）与a相比较，如果a大于b，则保留最高位1，即原来的范围变成了0-7'b1111111（第8位已确认）。之后的过程都是这样，重复执行就可以了。

2. 最多带3个ADC控制器 

3. 最多支持18个通道，可最多测量16个外部和2个内部信号源。

也就是说，每个adc控制器开启之后，可以最多测量16个外部传入的模拟量，并且将其转化为数字量！！

4. 支持单次和连续转换模式

单次转换仅仅进行一次A/D转换，转换结束后产生中断，然而连续模式下，adc转换结束之后还可以进行下一次转换

5. 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。

具体可以看到adc框图上面画出的中断位标志

6. 通道0到通道n的自动扫描模式 

7. 自动校准 

8. 采样间隔可以按通道编程

最小采样时间1us(ADC时钟=14MHz，采样周期为1.5周期下得到）

9. 规则通道和注入通道均有外部触发选项 

10. 转换结果支持左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器 

11. ADC转换时间（stm32f103）：

最大转换速率 1us。（最大转换速度为1MHz， ADCCLK=14M，采样周期为1.5个ADC时钟下得到。）

12. ADC供电要求：2.4V-3.6V 

13. ADC输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+

· adc与引脚的关系 



· adc的框图： 



库函数： 
ADC的配置过程：

1. 开启PA口时钟和ADC1时钟，设置PA1为模拟输入。
GPIO_Init();
APB2PeriphClockCmd();

2. 复位ADC1，同时设置ADC1分频因子。
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
ADC_DeInit(ADC1);

3. 初始化ADC1参数，设置ADC1的工作模式以及规则序列的相关信息。
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)；

4. 使能ADC并校准。
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

5. 配置规则通道参数：
ADC_RegularChannelConfig();

6. 开启软件转换：ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1);

7. 等待转换完成，读取ADC值。
ADC_GetConversionValue(ADC1);

具体代码：

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

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1    , ENABLE );   //使能ADC1通道时钟

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

//PA1 作为模拟通道输入引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;       //模拟输入引脚
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;   //模数转换工作在单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //ADC数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);  //使能指定的ADC1

ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能复位校准

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

}
//获得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch)
{
//设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
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);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能

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;
}