STM32單片機入門學習——第22節: [7-2] AD單通道AD多通道

寫這個文章是用來學習的,記錄一下我的學習過程。希望我能一直堅持下去,我只是一個小白,只是想好好學習,我知道這會很難，但我還是想去做！

本文寫于：2025.04.07

STM32開發板學習——第22節: [7-2] AD單通道&AD多通道

  • 前言
  • 開發板說明
  • 引用
  • 解答和科普
  • 一、AD單通道
  • 二、AD多通道
  • 問題
  • 總結

前言

? ?本次筆記是用來記錄我的學習過程,同時把我需要的困難和思考記下來,有助于我的學習，同時也作為一種習慣,可以督促我學習,是一個激勵自己的過程,讓我們開始32單片機的學習之路。
? ?歡迎大家給我提意見,能給我的嵌入式之旅提供方向和路線，現在作為小白,我就先學習32單片機了,就跟著B站上的江協科技開始學習了.
? ?在這里會記錄下江協科技32單片機開發板的配套視頻教程所作的實驗和學習筆記內容，因為我之前有一個開發板,我大概率會用我的板子模仿著來做.讓我們一起加油！
? ?另外為了增強我的學習效果：每次筆記把我不知道或者問題在后面提出來,再下一篇開頭作為解答！

開發板說明

? ?本人采用的是慧凈的開發板,因為這個板子是我N年前就買的板子,索性就拿來用了。另外我也購買了江科大的學習套間。
? ?原理圖如下
1、開發板原理圖
在這里插入圖片描述
2、STM32F103C6和51對比
在這里插入圖片描述
3、STM32F103C6核心板
在這里插入圖片描述

視頻中的都用這個開發板來實現,如果有資源就利用起來。另外也計劃實現江協科技的套件。

下圖是實物圖
在這里插入圖片描述

引用

【STM32入門教程-2023版 細致講解 中文字幕】
還參考了下圖中的書籍:
STM32庫開發實戰指南：基于STM32F103（第2版）
在這里插入圖片描述
數據手冊
在這里插入圖片描述

解答和科普

一、AD單通道

在這里插入圖片描述
PA0口，PA0到PB1這10個引腳是ADC的10個通道，所以可以任意接。
在這里插入圖片描述
第一步,開啟RCC時鐘,包括ADC和GPIO的時鐘,另外這里ADCCLK的分頻器,也需要設置一下。
第二步,配置GPIO,把需要用的GPIO配置成模擬輸入的模式。
第三步,配置這里的多路開關,把左邊的通道接入到右邊的規則組列表里,這個就是我們之前說的點菜,把各個通道的菜,列在菜單里。
第四步,配置ADC轉換器了,在庫函數里,是用結構體來配置的,可以配置這一大塊電路的參數,包括ADC是單次轉換還是連續轉換,掃描還是非掃描、有幾個通道,觸發源是什么,數據對齊是左對齊還是右對齊。
如果你需要模擬看門狗,那會有幾個函數用來配置閾值和監測通道的,如果你想開啟中斷,那就在中斷輸出控制里用ITConfig函數開啟對應的中斷輸出,然后再在NVIC中,配置一下優先級,這樣就能觸發中斷了。
第五步,開關控制,調用一下ADC_Cmd函數,開啟ADC。這樣ADC就配置完成了。
當然在開啟ADC的時候，還可以進行校準，這樣可以減小誤差。

在ADC工作的時候,如果想要軟件觸發轉換,那會有函數可以觸發,如果想讀取轉換結果,那也會有函數可以讀取結果。

配置ADCCLK分頻器，可以對APB2的72Mhz時鐘選擇2、4、6、8分頻，輸入到ADCCLK，這就是這個函數的作用，是在RCC庫函數里面，不要忘了配置。

void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);

在這里插入圖片描述

void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

用來給ADC上電的，也就是開關控制；

void ADC_DMACmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

開啟DMA輸出信號的，如果使用DMA轉運數據，那就得調用這個函數；

void ADC_ITConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT, FunctionalState NewState);

用于控制某個中斷，能不能通向NVIC;

void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);

控制校準

void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

軟件觸發

FlagStatus ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC_TypeDef* ADCx);

不能判斷是不是轉換結束，轉換開始后馬上清除此位，這個函數是返回SWSTART的狀態，由于在轉換開始后立刻就清零了，所以這個函數的返回值和轉換是否結束，毫無關系。

FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);

判斷EOC標志位是否為1，判斷轉換是否結束；

void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number);
void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

間斷模式

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);

給序列的每個組填寫指定的通道，就是填寫點菜菜單的過程。
在這里插入圖片描述

void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);

是否允許外部觸發轉換；

uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);

ADC獲取轉換值，就是獲取AD轉換的數據寄存器，讀取轉換結果就要使用這個函數，

uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);

ADC獲取雙模式轉換值，這個是雙ADC模式讀取轉換結果的函數；

void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog);
void ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t HighThreshold, uint16_t LowThreshold);
void ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel);

模擬看門狗配置

void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState);

FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);
void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);

時鐘開啟

void AD_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);		//開啟ADC1的時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	//開啟GPIOA的時鐘
}

配置ADC CLOCK

	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//分頻：72Mhz/6=12Mhz

配置GPIO

	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;

	GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;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);

選擇規則組的通道

ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);

在這里插入圖片描述

現在的配置是：在規則組菜單列表的第一個位置，寫入通道0這個通道，就是在序列1的位置，寫入通道0，如果你還想在序列2的位置寫入其他的通道，那就復制一下這個代碼，把這個序列數改為2，然后指定你想要的通道，如果還行繼續填充菜單，那就在復制進行配置。

ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_3,2,ADC_SampleTime_55Cycles5);

在這里插入圖片描述
結構體初始化ADC

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=;

在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

ADC_InitTypeDef			ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent ;					//獨立 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;				//右對齊ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;	//軟件觸發沒有外部觸發	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;					//連續轉換還是單詞轉換ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;							//掃描模式ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;								//通道數目：總共用到幾個通道ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)== SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)== SET);

獲取轉換值

uint16_t  AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);							//軟件觸發，ADC開始轉換while (ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)== RESET);				//查看是否轉換完成 68個周期 5.6usreturn ADC_GetConversionValue(ADC1);			//讀取DR寄存器，會自動清理EOC標志位，不需要手動清除了
}

在這里插入圖片描述

代碼
main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "OLED.h"
#include  "AD.h"uint16_t ADValue;
float  Voltage;
int main(void)
{OLED_Init();AD_Init();OLED_ShowString(1,2,"Hello STM32 MCU");OLED_ShowString(2,1,"ADValue:");OLED_ShowString(3,1,"Voltage:0.00V");while(1){ADValue=AD_GetValue();Voltage=(float) ADValue/4095 *3.3 ;OLED_ShowNum(2,9,ADValue,4);OLED_ShowNum(3,9,Voltage,1);OLED_ShowNum(3,11,(uint16_t)(Voltage*100)%100,2);Delay_ms(100);}
}

AD.CH

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);		//開啟ADC1的時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	//開啟GPIOA的時鐘RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//分頻：72Mhz/6=12MhzGPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;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);	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_InitTypeDef			ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent ;					//獨立 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;				//右對齊ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;	//軟件觸發沒有外部觸發	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;					//連續轉換還是單詞轉換ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;							//掃描模式ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;								//通道數目：總共用到幾個通道ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)== SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)== SET);
}uint16_t  AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);							//軟件觸發，ADC開始轉換while (ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)== RESET);				//查看是否轉換完成 68個周期 5.6usreturn ADC_GetConversionValue(ADC1);			//讀取DR寄存器，會自動清理EOC標志位，不需要手動清除了
}
#ifndef    __AD_H
#define    __AD_Hvoid AD_Init(void);
uint16_t  AD_GetValue(void);#endif

實驗現象

AD單通道

連續模式，非掃描
在這里插入圖片描述

ADC_InitTypeDef			ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent ;					//獨立 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;				//右對齊ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;	//軟件觸發沒有外部觸發	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;					//連續轉換還是單詞轉換ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;							//掃描模式ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;								//通道數目：總共用到幾個通道ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)== SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)== SET);ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);	

uint16_t  AD_GetValue(void)
{return ADC_GetConversionValue(ADC1);			
}

在這里插入圖片描述

二、AD多通道

在這里插入圖片描述
AO分別接在PA1、PA2、PA3口；

在掃描 模式下，你啟動列表之后，它里面每一個單獨的通道轉換完成之后不會產生標志位，也不會觸發中斷，你不知道某一個通道是不是轉換完成了，它只有在整個列表都轉換完成后，才會產生一次EOC標志位，才能觸發中斷，而這時前面的數據已經被覆蓋丟失了。
第二個問題是,AD轉換是非常快的，幾us，手動轉移太高，可以使用間斷模式，每轉換一個通道就暫停一次，等我們手動轉運之后，再繼續觸發，繼續下一次轉換；只能通過延遲足夠的時間，太蠻煩；

在這里插入圖片描述
只需要在每次出發轉換之前，手動更改一下列表第一個位置的通道就行了，在轉換前，先制定一下通道，再啟動轉換，就可以實現多通道了。
main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "OLED.h"
#include  "AD.h"uint16_t AD0,AD1,AD2,AD3;int main(void)
{OLED_Init();AD_Init();OLED_ShowString(1,1,"AD0:");OLED_ShowString(2,1,"AD1:");OLED_ShowString(3,1,"AD2:");OLED_ShowString(4,1,"AD3:");while(1){AD0=AD_GetValue( ADC_Channel_0);AD1=AD_GetValue( ADC_Channel_1);AD2=AD_GetValue( ADC_Channel_2);AD3=AD_GetValue( ADC_Channel_3);OLED_ShowNum(1,5,AD0,4);OLED_ShowNum(2,5,AD1,4);OLED_ShowNum(3,5,AD2,4);OLED_ShowNum(4,5,AD3,4);Delay_ms(100);}
}

AD.ch

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);		//開啟ADC1的時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	//開啟GPIOA的時鐘RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//分頻：72Mhz/6=12MhzGPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;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);	ADC_InitTypeDef			ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent ;					//獨立 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;				//右對齊ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;	//軟件觸發沒有外部觸發	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;					//連續轉換還是單詞轉換ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;							//掃描模式ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;								//通道數目：總共用到幾個通道ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)== SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)== SET);
}uint16_t  AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);							//軟件觸發，ADC開始轉換while (ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)== RESET);				//查看是否轉換完成 68個周期 5.6usreturn ADC_GetConversionValue(ADC1);			//讀取DR寄存器，會自動清理EOC標志位，不需要手動清除了
}
#ifndef    __AD_H
#define    __AD_Hvoid AD_Init(void);
uint16_t  AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel);#endif

實驗現象

AD多通道

問題

總結

本節課主要是學習了AD通道的代碼配置，如何對每個部分配置：
第一步,開啟RCC時鐘,包括ADC和GPIO的時鐘,另外這里ADCCLK的分頻器,也需要設置一下。
第二步,配置GPIO,把需要用的GPIO配置成模擬輸入的模式。
第三步,配置這里的多路開關,把左邊的通道接入到右邊的規則組列表里,這個就是我們之前說的點菜,把各個通道的菜,列在菜單里。
第四步,配置ADC轉換器了,在庫函數里,是用結構體來配置的,可以配置這一大塊電路的參數,包括ADC是單次轉換還是連續轉換,掃描還是非掃描、有幾個通道,觸發源是什么,數據對齊是左對齊還是右對齊。
如果你需要模擬看門狗,那會有幾個函數用來配置閾值和監測通道的,如果你想開啟中斷,那就在中斷輸出控制里用ITConfig函數開啟對應的中斷輸出,然后再在NVIC中,配置一下優先級,這樣就能觸發中斷了。
第五步,開關控制,調用一下ADC_Cmd函數,開啟ADC。這樣ADC就配置完成了。
當然在開啟ADC的時候，還可以進行校準，這樣可以減小誤差。
最后啟動轉換，讀取轉換完成后的值。
多通道是單此轉換，把序列1的位置換成要讀的通道，實現了AD多通道的讀取。

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