STM32使用ADC单/多通道检测数据

news2024/11/24 2:02:09

文章目录

1. STM32单片机ADC功能详解

2. AD单通道

2.1 初始化

2.2 ADC.c

2.3 ADC.h

2.4 main.c

3. AD多通道

3.1 ADC.c

3.2 ADC.h

3.3 main.c

3.4 完整工程文件

1. STM32单片机ADC功能详解

STM32单片机ADC功能详解

2. AD单通道

这个代码实现通过ADC功能采集三脚电位器的数据，并将数据在OLED上显示，单片机为STM32F103C8T6。

2.1 初始化

对于配置ADCclk所使用的函数，在stm32f10x_rcc.h中的最下面可以找到。

对于配置ADC所需要使用的函数，在stm32f10x_adc.h中的最下面可以找到。

首先要进行ADC初始化函数的编写，参考框架图：

  • 第一步为开启RCC时钟，包括ADC和GPIO的时钟，并且ADCCLK的分频器也需要配置一下，
  • 第二步：配置GPIO，将需要使用的引脚配置为模拟输入模式，
  • 第三步：配置多路开关，将输入通道接入到规则组列表。在库函数中，使用结构体去配置参数，包括ADC是单次转换还是连续转换，扫描模式还是非扫描模式，使用几个通道，触发源，数据采用左对齐还是右对齐。
  • 第四步：如果需要使用看门狗，就需要使用函数来配置阈值和检测通道，如果需要使用中断，就需要使用ITconfig函数来开启对应的中断输出。然后在NVIC中配置优先级，就可以触发中断了。
  • 第五步：调用ADC_Cmd函数，开启ADC。

2.2 ADC.c

因为只使用一个通道，所以采用非扫描模式。

#include "stm32f10x.h" 

//AD初始化
void AD_Init(void)
{
	//开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	//设置ADC时钟
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
	
	//GPIO初始化
	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);					//将PA0引脚初始化为模拟输入
	
	//规则组通道配置
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);		//规则组序列1的位置，配置为通道0
	
	//ADC初始化
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;						//定义结构体变量
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;		//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;			//扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;					//通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);						//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1
	
	//ADC使能
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//使能ADC1，ADC开始运行
	
	//ADC校准
	ADC_ResetCalibration(ADC1);								//固定流程，内部有电路会自动执行校准
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}

//获取AD转换的值
uint16_t AD_GetValue(void)
{
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);					//软件触发AD转换一次
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);	//等待EOC标志位，即等待AD转换结束
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);					//读数据寄存器，得到AD转换的结果
}

 

2.3 ADC.h

接着是ADC.h文件，这部分引用声明一下即可

#ifndef __AD_H
#define __AD_H

void AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(void);

#endif

2.4 main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

uint16_t ADValue;			//定义AD值变量
float Voltage;				//定义电压变量

int main(void)
{
	//模块初始化
	OLED_Init();			//OLED初始化
	AD_Init();				//AD初始化
	
	//显示静态字符串
	OLED_ShowString(1, 1, "ADValue:");
	OLED_ShowString(2, 1, "Voltage:0.00V");
	
	while (1)
	{
		ADValue = AD_GetValue();					//获取AD转换的值
		Voltage = (float)ADValue / 4095 * 3.3;		//将AD值线性变换到0~3.3的范围，表示电压
		
		OLED_ShowNum(1, 9, ADValue, 4);				//显示AD值
		OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1);				//显示电压值的整数部分
		OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2);	//显示电压值的小数部分
		
		Delay_ms(100);			//延时100ms，手动增加一些转换的间隔时间
	}
}

 

3. AD多通道

这个代码实现通过ADC功能采集多个传感器和电位器的数据，并将数据在OLED上显示，单片机为STM32F103C8T6，传感器为光敏传感器，热敏传感器，反射式红外传感器，电位器采用三脚电位器，均连接AO引脚，代表模拟量输入。

这里依然使用非扫描模式，只需要在每次触发转换之前，手动更改列表第一个位置的通道。比如第一次转换写入通道0，触发并且读值后，在第二次转换时改为通道1。

3.1 ADC.c

对比单通道的代表，将填充通道的函数代码ADC_RegularChannelConfig，放到AD_GetValue中，在触发转换之前，重新填充通道。

#include "stm32f10x.h"  

//AD初始化
void AD_Init(void)
{
	//开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	//设置ADC时钟
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
	
	//GPIO初始化
	GPIO_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);					//将PA0、PA1、PA2和PA3引脚初始化为模拟输入
	
	//不在此处配置规则组序列，而是在每次AD转换前配置，这样可以灵活更改AD转换的通道
	
	//ADC初始化
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;						//定义结构体变量
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;		//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;			//扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;					//通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);						//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1
	
	//ADC使能
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//使能ADC1，ADC开始运行
	
	/*ADC校准*/
	ADC_ResetCalibration(ADC1);								//固定流程，内部有电路会自动执行校准
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}

//获取AD转换的值
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);	//在每次转换前，根据函数形参灵活更改规则组的通道1
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);					//软件触发AD转换一次
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);	//等待EOC标志位，即等待AD转换结束
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);					//读数据寄存器，得到AD转换的结果
}

3.2 ADC.h

#ifndef __AD_H
#define __AD_H

void AD_Init(void);
uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel);

#endif

 

3.3 main.c

#include "stm32f10x.h"      
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

uint16_t AD0, AD1, AD2, AD3;	//定义AD值变量

int main(void)
{
	//模块初始化
	OLED_Init();				//OLED初始化
	AD_Init();					//AD初始化
	
	//显示静态字符串
	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);		//单次启动ADC，转换通道0
		AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1);		//单次启动ADC，转换通道1
		AD2 = AD_GetValue(ADC_Channel_2);		//单次启动ADC，转换通道2
		AD3 = AD_GetValue(ADC_Channel_3);		//单次启动ADC，转换通道3
		
		OLED_ShowNum(1, 5, AD0, 4);				//显示通道0的转换结果AD0
		OLED_ShowNum(2, 5, AD1, 4);				//显示通道1的转换结果AD1
		OLED_ShowNum(3, 5, AD2, 4);				//显示通道2的转换结果AD2
		OLED_ShowNum(4, 5, AD3, 4);				//显示通道3的转换结果AD3
		
		Delay_ms(100);			//延时100ms，手动增加一些转换的间隔时间
	}
}

3.4 完整工程文件

STM32通过ADC单通道检测数据

STM32通过ADC多通道检测数据

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