STM32 AD單通道與多通道實戰指南

文章目錄

- AD單通道（實驗）
- - 有關配置的庫函數
  - AD單通道部分主要代碼
- AD多通道實現
- - 多通道采集實現思路探討
  - 單次轉換非掃描模式實現AD多通道
  - AD多通道部分代碼

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AD單通道（實驗）

在這里插入圖片描述

初始化流程：
開啟時鐘 → 配置 GPIO 為模擬輸入 → 配置規則組通道 → 初始化 ADC 結構體 → 開啟 ADC 電源 → 校準 ADC。
單次轉換流程：
軟件觸發轉換 → 等待 EOC 標志位 → 讀取轉換結果。

有關配置的庫函數

1. RCC_ADCCLKConfig

功能：配置 ADC 的時鐘分頻器，確定 ADC 工作時鐘（ADCCLK）。
參數：可選分頻系數為 2、4、6、8，輸入時鐘為 APB2 的 72MHz 時鐘。
- 示例：若選擇 6 分頻，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz。
作用：確保 ADC 工作在合適的時鐘頻率下，保證轉換精度和穩定性。
在RCC庫函數中，配置ADC工作時鐘。

2.電源與校準函數

ADC_Cmd
- 功能：開啟或關閉 ADC 電源。
- 參數：ENABLE 啟動 ADC，DISABLE 關閉。
校準函數組（需按順序調用）：
- ADC_ResetCalibration：復位校準寄存器。
- ADC_GetResetCalibrationStatus：等待復位校準完成（通過循環檢測標志位）。
- ADC_StartCalibration：啟動校準。
- ADC_GetCalibrationStatus：等待校準完成（通過循環檢測標志位）。
- 作用：減小 ADC 轉換誤差，需在初始化后調用。

3.中斷與 DMA 相關函數

ITConfig：開啟或關閉 ADC 中斷（如模擬看門狗中斷）。
NVIC_Init：配置中斷優先級（需結合 ITConfig 使用）。
DMA_Cmd：開啟 DMA 傳輸（用于多通道數據搬運，會議中未深入講解）。

4.觸發與轉換控制函數

ADC_SoftwareStartConvCmd
- 功能：軟件觸發 ADC 開始轉換（適用于單次轉換模式）。
- 參數：ENABLE 觸發轉換，DISABLE 關閉。
ADC_GetSoftwareStartConvStatus
- 不能獲取軟件觸發轉換狀態，因為當有軟件觸發標志時，一旦開始轉化就會將軟件觸發標志位清零，不會通過該函數獲得是否轉化完成。
ADC_GetFlagStatus
- 功能：獲取轉換狀態標志位。
- 關鍵參數
  - ADC_FLAG_EOC：規則組轉換完成標志位（轉換結束后硬件置 1）。
- 用途：通過檢測 EOC 標志位判斷轉換是否完成，而非使用 ADC_GetSoftwareStartConvStatus（該函數僅返回觸發狀態，與轉換完成無關）。

5.配置間斷模式函數

ADC_DiscModeChannelCountConfig
- 每隔幾個通道間斷一次
ADC_DiscModeCmd
- 是否開啟間斷模式

6.規則組通道配置

ADC_RegularChannelConfig
- 功能：配置規則組通道參數，如通道號、序列位置、采樣時間。
- 參數
  - ADCx：ADC 外設（如 ADC1）。
  - ADC_Channel：通道編號（如 PA0 對應 ADC_Channel_0）。
  - Rank：序列位置（1~16，非掃描模式下僅需設為 1）。
  - ADC_SampleTime：采樣時間（影響轉換速度和穩定性，可選短 / 中 / 長周期）。

7.其他

ADC_ExternalTrigConvCmd
- 外部觸發轉換控制，就是是否允許外部觸發轉換
ADC_GetConversionValue
- 功能：讀取規則組通道的轉換結果（16 位無符號整數）。
- 返回值：轉換后的數字量，需結合參考電壓計算實際模擬值。
ADC_GetDualModeConversionValue
- ADC獲取雙模式轉換值，雙ADC模式讀取轉化結果的函數
ADC_TempSensorVrefintCmd
- ADC溫度傳感器，內部參考電壓控制，用來開啟內部的兩個通道。

8.注入組與模擬看門狗函數

注入組函數：帶 Injected 前綴的函數（如 ADC_InjectedChannelConfig），用于配置緊急通道（會議中未使用）。
模擬看門狗函數
- ADC_AnalogWatchdogCmd：啟動模擬看門狗，監測輸入電壓是否超出閾值。
- ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig：設置電壓閾值（高 / 低閾值）。
ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig
- 配置看門的通道

AD單通道部分主要代碼

// AD.c
#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_Init(void)
{//1.開始時鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//2. 配置ADC時鐘信號//只能使用6 或者 8 分頻，因為有限制RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//3.配置gpio口 //初始化gpioinit參數中的結構體GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//將gpio口設置為模擬輸入模式，就是io口不起作用不會影響數據轉化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.配置規則組通道ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//5.初始化ADC模塊ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;//是否連續轉化ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//對齊方式ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//外部觸發方式，使用軟件觸發，所以配置為ADC_ExternalTrigConv_NoneADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;//配置連續掃描ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);//6. 開啟ADC總開關ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//7.校準ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);}
//啟動轉換，獲取結果函數
uint16_t AD_GetValve(void)
{//內部軟件啟動轉換ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//查看是否轉化完成//查看標志位，轉化完成會將EOC標志位置一while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);//讀取數據return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

AD多通道實現

多通道采集實現思路探討

掃描模式結合 DMA ：利用列表填充四個通道觸發轉換可實現多通道，但存在數據覆蓋問題，最好配合 DMA 實現，講完 DMA 后再嘗試。
手動轉運數據問題 ：掃描模式下單個通道轉換完成無標志位和中斷，只有整個列表轉換完才有 EOC 標志位和中斷，易造成數據覆蓋丟失；且 AD 轉換快，手動轉運數據對程序要求高，操作困難。
間斷模式手動轉運 ：可使用間斷模式，每轉換一個通道暫停，手動轉運數據后再繼續，但因無標志位需靠 delay 延時保證轉換完成，不省心且效率低，暫不推薦。

單次轉換非掃描模式實現AD多通道

具體實現方式 ：每次觸發轉換前手動更改列表第一個位置的通道，如依次寫入通道 0、1、2、3 等，觸發轉換等待讀值，就能實現多通道轉換。

AD多通道部分代碼

//AD.c
#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid AD_Init(void)
{//1.開始時鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//2. 配置ADC時鐘信號//只能使用6 或者 8 分頻，因為有限制RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//3.配置gpio口  //初始化gpioinit參數中的結構體GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//將gpio口設置為模擬輸入模式，就是io口不起作用不會影響數據轉化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模塊ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;//是否連續轉化ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//對齊方式ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//外部觸發方式，使用軟件觸發，所以配置為ADC_ExternalTrigConv_NoneADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;//配置連續掃描ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);//6. 開啟ADC總開關ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//7.校準ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);}
//使用單次轉化，非掃描模式實現AD多通道
//啟動轉換，獲取結果函數
uint16_t AD_GetValve(uint8_t ADC_Channel)
{//配置規則組通道ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//內部軟件啟動轉換ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//查看是否轉化完成//查看標志位，轉化完成會將EOC標志位置一while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);//讀取數據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);}
}