stm32 AD模数转换[操作寄存器+库函数]

stm32f103最少有2个AD模数转换器，每个ADC都有18个通道，可以测量16个外部和2个内部模拟量。最大转换频率为1Mhz，也就是转换时间为1us（在 ADCCLK = 14Mhz,采样周期为1.5个时钟周期时）。最大时钟超过14Mhz，将导致ADC转换准确度降低。stm32的ADC是12位精度的。

 

stm32的ADC转换有两种通道，规则通道和注入通道，注入通道可以抢占式地打断规则通道的采样，执行注入通道采样后，再执行之前的规则通道采样，和中断类似。本例只使用规则通道实现独立模式的中断采样，这里不再赘述两种通道区别。

 

stm32的ADC可以由外部事件触发(例如定时器捕获，EXTI线)和软件触发(即在配置相关寄存器时，直接开启采样）。

 

本例实现AD采样PB0口，使用串口输出PB0口电压值。PB0口接变阻器以改变调整电压。

效果如下：

                                     ADValue = 1.39v

                                     ADValue = 1.38v

                                     ADValue = 1.40v

                                     ADValue = 1.38v

                                     ADValue = 1.39v

 

直接操作寄存器

 

首先需要配置ADC的时钟分频值，在RCC->CFGR的[15:14]位：

• 00：PCLK2 2分频后作为ADC时钟         01：PCLK2 4分频后作为ADC时钟
• 10：PCLK2 6分频后作为ADC时钟         11：PCLK2 8分频后作为ADC时钟

设定各通道的采样时间ADCx->SMPR,该寄存器给每个通道3位来选择8种采样周期：

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

采样时间算法为: (采样周期+12.5)/分频后的时钟

 

ADC采样得到的只是一个相对值，将 转换值/4096*参考电压 即可得到采样电压 这里的4096是因为stm32的adc为12位精度，表示参考电压时即为 2^12=4096

 

代码如下：  （system.h 和 stm32f10x_it.h 等相关代码参照 ）

User/main.c

01

#include

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         //参考电压

11	void Gpio_Init(void);

12

13	int main(void)

14

{

15	u16 ADValue;

16	float temp;

17

18	Rcc_Init(9);             //系统时钟设置

19	Usart1_Init(72,9600);   //设置串口时钟和波特率

20

21	Adc1_Init(8,7);   //使用8通道采样，采样时间系数为7（111），据手册可得采样时间为 (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精度为12位精度，即达到 VREF电压时为 2^12 = 4096

28

29	printf("\r\n ADValue = %.2fv\r\n",temp);

30

31	LED2 = !LED2;

32

33	delay(100000);   //延时100ms

34

35

}

36

}

37

38

39	void Gpio_Init(void)

40

{

41	RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA时钟

42	RCC->APB2ENR|=1<<3;    //使能PORTB时钟

43

44

45	GPIOA->CRL&=0xFF0FFFF0;

46	GPIOA->CRL|=0xFF3FFFF0; // PA0设置为模拟输入,PA4推挽输出

47

48	GPIOB->CRL&=0xFFFFFFF0;

49	GPIOB->CRL|=0xFFFFFFF0; // PB0设置为模拟输入

50

51

52	//USART1 串口I/O设置

53

54	GPIOA -> CRH&=0xFFFFF00F;   //设置USART1 的Tx(PA.9)为第二功能推挽，50MHz；Rx(PA.10)为浮空输入

55	GPIOA -> CRH|=0x000008B0;

56

}

Library/src/adc.c

01

#include

02	#include "adc.h"

03

04

05	//ADC1采样初始化

06

//独立工作模式

07

//参数说明：

08	//          ADC_CH_x    选择使用通道（0~17)，目前暂支持0~15通道

09	//          ADC_CH_SMP  设定采样周期（0~7）

10

//采样周期算法：

11

12	void Adc1_Init(u8 ADC_CH_x,u8 ADC_CH_SMP)

13

{

14	RCC -> APB2ENR |= 1<<9;        //开启ADC1时钟

15	RCC -> APB2RSTR |= 1<<9;       //复位ADC1

16	RCC -> APB2RSTR &= ~(1<<9);    //ADC1复位结束

17

18	RCC -> CFGR &= ~(3<<14);       //分频因子清零

19	RCC -> CFGR |= 2<<14;          //设定分频因数为2,PCLK2 6分频后作为ADC时钟

20

21	ADC1 -> CR1 &= 0xF0FFFF;     //工作模式清零

22	ADC1 ->  CR1 |= 0<<16;         //设定为独立模式

23	ADC1 -> CR1 &= ~(1<<8);            //非扫描工作模式

24	ADC1 -> CR2 &= ~(1<<1);            //关闭连续转换

25

26	ADC1 -> CR2 &= ~(7<<17);       //清除规则通道启动事件

27	ADC1 -> CR2 |= 7<<17;          //设定规则通道启动事件为软件启动（SWSTART）

28

29	ADC1 -> CR2 |= 1<<20;          //使用外部事件触发 SWSTART

30	ADC1 -> CR2 &= ~(1<<11);       //设置对齐模式为右对齐

31

32	ADC1 -> SQR1 &= ~(0xF<<20);        //清零规则序列的数量

33	ADC1 -> SQR1 |= 15<<20;            //设置规则序列的数量为16

34

35	ADC1 -> SMPR2 &= 0x00000000; //清零通道采样时间

36	ADC1 -> SMPR1 &= 0xFF000000;

37

38	if(ADC_CH_x <= 9 ){

39	ADC1 -> SMPR2 |= 7<<(ADC_CH_x*3);          //设置通道x采样时间，提高采样时间可以提高采样精度

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;           //开启AD转换

48	ADC1 -> CR2 |= 1<<3;           //使能复位校准，由硬件清零

49	while((ADC1 -> CR2)& (1<<3));  //等待校准结束

50	ADC1 -> CR2 |= 1<<2;           //开启AD校准，由硬件清零

51	while((ADC1 -> CR2)& (1<<2));  //等待校准结束

52

53

}

54

55	//取得数模转换的值

56	//参数说明：（参数定义于adc.h）

57	//       ADC_x  （0~3）,选择数模转换器

58	//       ADC_CH_x    (0~15),选择通道

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;          //清除通道选择

68	ADC1 -> SQR3 |= ADC_CH_x;                //选择通道

69	ADC1 -> CR2  |= 1<<22;             //开启AD转换

70	while(!(ADC1 -> SR & 1<<1));           //等待转换结束

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

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);

 

 

库函数操作

 

main.c

view source

print?

001	#include "stm32f10x.h"

002	#include "stdio.h"

003

004

005	#define  PRINTF_ON  1

006	#define  VREF       3.3        // 参考电压

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时钟分频

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	/* 定义枚举类型变量 HSEStartUpStatus */

085	ErrorStatus HSEStartUpStatus;

086

087	/* 复位系统时钟设置*/

088	RCC_DeInit();

089	/* 开启HSE*/

090	RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

091	/* 等待HSE起振并稳定*/

092	HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

093	/* 判断HSE起是否振成功，是则进入if()内部 */

094	if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

095

{

096	/* 选择HCLK（AHB）时钟源为SYSCLK 1分频 */

097	RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

098	/* 选择PCLK2时钟源为 HCLK（AHB） 1分频 */

099	RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

100	/* 选择PCLK1时钟源为 HCLK（AHB） 2分频 */

101	RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

102	/* 设置FLASH延时周期数为2 */

103	FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

104	/* 使能FLASH预取缓存 */

105	FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

106	/* 选择锁相环（PLL）时钟源为HSE 1分频，倍频数为9，则PLL输出频率为 8MHz * 9 = 72MHz */

107	RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

108	/* 使能PLL */

109	RCC_PLLCmd(ENABLE);

110	/* 等待PLL输出稳定 */

111	while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

112	/* 选择SYSCLK时钟源为PLL */

113	RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

114	/* 等待PLL成为SYSCLK时钟源 */

115	while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

116

}

117	/* 打开APB2总线上的GPIOA时钟*/

118	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

119

120	//RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE);

121

122

}

123

124

125	void USART_Configuration(void)

126

{

127	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

128	USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;

129

130	USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;

131	USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;

132	USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;

133	USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;

134	USART_ClockInit(USART1 , &USART_ClockInitStructure);

135

136	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

137	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

138	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

139	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

140	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

141	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;

142	USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);

143

144	USART_Cmd(USART1,ENABLE);

145

}

146

147

148	#if  PRINTF_ON

149

150	int fputc(int ch,FILE *f)

151

{

152	USART_SendData(USART1,(u8) ch);

153	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);

154	return ch;

155

}

156

157

#endif