STM32F103ZET6_ADC

news2024/12/23 12:54:24

ADC主要特征

         ● 12位分辨率

        ●18个通道 ，16个外部通道 2个内部通道

        ● 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

        ● 单次和连续转换模式        

         ● 从通道0到通道n的自动扫描模式

         ● 自校准

         ● 带内嵌数据一致性的数据对齐

        ● 采样间隔可以按通道分别编程

        ● 规则转换和注入转换均有外部触发选项

        ● 间断模式

        ● 双重模式(带2个或以上ADC的器件)

        ● ADC转换时间：

                 ─ STM32F103xx增强型产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz为1.17μs)

                ─ STM32F101xx基本型产品：时钟为28MHz时为1μs(时钟为36MHz为1.55μs)

                ─ STM32F102xxUSB型产品：时钟为48MHz时为1.2μs

                ─ STM32F105xx和STM32F107xx产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz为1.17μs)

        ● ADC供电要求：2.4V到3.6V

        ● ADC输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+

         ● 规则通道转换期间有DMA请求产生。

程序内部的运行步骤：

  1. 配置ADC时钟：通过RCC（Reset and Clock Control）来使能ADC时钟。

  2. 配置ADC引脚：配置模拟引脚为模拟输入模式。

  3. 配置ADC模式：选择单次转换模式或连续转换模式，是否启用扫描模式等。

  4. 配置触发源：如果需要的话，配置ADC的触发源。

  5. 配置采样时间：根据输入阻抗来配置ADC通道的采样时间。

  6. 启动ADC校准：如果需要的话，进行ADC校准。

  7. 启动ADC：配置好ADC后，启动ADC以开始转换。

  8. 读取转换结果：在转换完成后，读取规则通道或注入通道的转换结果。

 

ADC模块的框图 

输入通道与引脚的关系

转换模式

       1开启一次运行一次运行完后产生信号，关闭ADC，

2开启一次会一直转换下去

3开启一次，逐次转换一个ADC设置的通道，每个通道产生的值放入寄存器（规则主只有一个寄存器所以数据会被覆盖，可以用DMA快速转移数据），最后关闭ADC

4与上一个不同之处是开启之后不会停止，会一直转换下去

数据对其

STM32CudeMX设置

（只有ADC配置，其它配置自行查阅资料//如USART或显示屏）

1配置时钟

将时钟设置外部输入

注意ADC最大输入为14MHz

2选择ADC在选择通道，通道对应的引脚请看上面的图片

3ADC的设置

1

2

3

4

5

我没修改，可根据情况修改

HAL有哪些函数（配置完后使用的）

  1. HAL_ADC_Start() 或 HAL_ADC_Start_IT() 或 HAL_ADC_Start_DMA()：

    • HAL_ADC_Start()：启动ADC转换，但不启用中断或DMA。
    • HAL_ADC_Start_IT()：启动ADC转换，并启用中断。当转换完成时，会调用中断处理函数。
    • HAL_ADC_Start_DMA()：启动ADC转换，并使用DMA来传输转换结果。这适用于需要连续获取大量数据的情况。
    • HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef* hadc);
HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_IT(ADC_HandleTypeDef* hadc);
HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_DMA(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t* pData, uint32_t Length);


hadc：这是一个指向ADC_HandleTypeDef结构的指针，这个结构包含了ADC的配置信息，如ADC句柄、配置选项、状态等。这个结构必须在调用这个函数之前初始化。

pData：这是一个指向数据缓冲区的指针，这个缓冲区用于存储ADC转换的结果。DMA会自动将ADC转换的结果传输到这个缓冲区中。缓冲区的大小应该足够存储所有转换结果。

Length：这是一个无符号整数，表示要传输的数据长度，即ADC转换的次数。这个值应该与数据缓冲区的大小相匹配，以确保所有转换结果都能被存储。


返回值

HAL_OK：函数执行成功。
HAL_ERROR：函数执行失败。
HAL_BUSY：ADC已经在忙于其他操作，无法启动DMA。
HAL_TIMEOUT：在函数执行期间发生了超时。

  2. HAL_ADC_PollForConversion()：

    • 如果没有使用中断或DMA（可以使用DMA中断判断DMA是否传输完，也可以判断其寄存器），可以使用这个函数来轮询ADC转换是否完成。
    • HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_PollForConversion(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t Timeout);


hadc：这是一个指向 ADC_HandleTypeDef 结构的指针，这个结构包含了 ADC 的配置信息。
Timeout：这是一个无符号整数，用于指定轮询的超时时间（以毫秒为单位）

返回值
HAL_OK：转换已经完成。
HAL_ERROR：发生了错误。
HAL_BUSY：ADC 正在忙于转换。
HAL_TIMEOUT：在超时时间内转换没有完成。

  3. HAL_ADC_GetValue()：

    • 当转换完成后，使用这个函数来获取ADC的转换结果。这个函数会返回最近一次转换的值。
    • uint32_t HAL_ADC_GetValue(ADC_HandleTypeDef* hadc);

  4. HAL_ADC_Stop()：

    • 当不再需要ADC转换时，调用这个函数来停止ADC。
    • HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop(ADC_HandleTypeDef* hadc);


返回值


HAL_OK：ADC 停止成功。
HAL_ERROR：发生了错误。

如果你使用了中断（HAL_ADC_Start_IT()），则在中断服务函数（ISR）中调用 HAL_ADC_IRQHandler() 来处理ADC中断。在中断处理函数中，HAL库会自动调用 HAL_ADC_ConvCpltCallback()（如果定义了的话），你可以在其中读取ADC的值。

如果你使用了DMA（HAL_ADC_Start_DMA()），则不需要手动获取转换结果，因为DMA会自动将转换结果传输到指定的内存缓冲区中。当DMA传输完成时，可以调用 HAL_ADC_ConvCpltCallback() 来处理转换完成的事件。

注意

在使用STM32的HAL库进行ADC操作时，如果你设置了ADC为连续转换模式（ADC_CONTINUOUS_MODE），ADC会在开始转换后自动连续进行多次转换，直到你停止它。如果你希望在每次需要采样时手动控制ADC的启动和停止，你可以将ADC配置为单次转换模式（ADC_SINGLE_CONV_MODE）。

在单次转换模式下，每次想要进行ADC转换时，都需要手动调用HAL_ADC_Start()来启动转换。转换完成后，可以调用HAL_ADC_PollForConversion()来检查转换是否完成，并使用HAL_ADC_GetValue()来获取转换结果。完成后，可以调用HAL_ADC_Stop()来停止ADC，或者在获取结果后直接再次调用HAL_ADC_Start()来启动下一次转换。

如果你使用的是连续转换模式，并且在某些情况下需要暂时停止ADC（例如，为了节省电源或者在不需要采样时），那么确实需要调用HAL_ADC_Stop()来停止ADC。当你再次需要采样时，可以调用HAL_ADC_Start()来重新启动ADC。

总之，是否每次都要开启ADC取决于你的转换模式和应用程序的需求。如果你使用的是单次转换模式，或者在连续转换模式下需要控制ADC的启停，那么是的，你需要在每次需要采样时手动开启ADC。

ADC返回的计算结果如何计算

由于其精度为12 位   即最大返回的值为4095  （2的12次方减1）（二进制为12个1）

输入的标准电压为3.3V

值=（检测值/4095）*输入的标准电压 

程序实例

思路

1配置串口和ADC

2采集数据

3数符转换

4发送数据

main函数

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	uint8_t zi_fu []={"电压为："};					//字符
	char ADC_char_zhi[4];									//转换后的字符
	float ADC_zhi=0.1;											//ADC保存的位置
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		HAL_ADC_Start(&hadc1);																														//开启ADC
		
		if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,50)==HAL_OK){																	//判断是否转换完成
				ADC_zhi=((float)(HAL_ADC_GetValue(&hadc1)/4095.0)*3.3);																	//计算电压
				//((float)HAL_ADC_GetValue(&hadc1)/4095.0)*3.3;
		/**************************************************************/
		//将浮点数转换成字符
		//参数1：为保存的数组名  参数2：要转换的数字符号  参数3：要转换的值
		/**************************************************************/
		sprintf(ADC_char_zhi,"%.1f",ADC_zhi);																							//将浮点数转换成字符
		HAL_UART_Transmit(&huart1,zi_fu,sizeof(zi_fu)-1,20);															//输出文字
		HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ADC_char_zhi,sizeof(ADC_char_zhi)-1,20);			//输出检测值
		}
		
		HAL_Delay(300);
		
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

main.文件全代码

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	uint8_t zi_fu []={"电压为："};					//字符
	char ADC_char_zhi[4];									//转换后的字符
	float ADC_zhi=0.1;											//ADC保存的位置
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		HAL_ADC_Start(&hadc1);																														//开启ADC
		
		if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,50)==HAL_OK){																	//判断是否转换完成
				ADC_zhi=((float)(HAL_ADC_GetValue(&hadc1)/4095.0)*3.3);																	//计算电压
				//((float)HAL_ADC_GetValue(&hadc1)/4095.0)*3.3;
		/**************************************************************/
		//将浮点数转换成字符
		//参数1：为保存的数组名  参数2：要转换的数字符号  参数3：要转换的值
		/**************************************************************/
		sprintf(ADC_char_zhi,"%.1f",ADC_zhi);																							//将浮点数转换成字符
		HAL_UART_Transmit(&huart1,zi_fu,sizeof(zi_fu)-1,20);															//输出文字
		HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ADC_char_zhi,sizeof(ADC_char_zhi)-1,20);			//输出检测值
		}
		
		HAL_Delay(300);
		
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

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