江科大/江协科技 STM32学习笔记P22

news2024/9/22 9:43:08

文章目录

  • AD单通道&AD多通道
    • ADC基本结构
    • 和ADC有关的库函数
    • AD单通道
      • AD.c
      • main.c
      • 连续转换，非扫描模式的AD.c
    • AD多通道
      • AD.c
      • main.c

AD单通道&AD多通道

ADC基本结构

在这里插入图片描述

第一步，开启RCC时钟，包括ADC和GPIO的时钟，ADCCLK的分频器也需要配置一下，第二步，配置GPIO，把需要用的GPIO配置成模拟输入的模式，第三步，配置多路开关，把左边的通道接入右边的规则组列表里，第四步，配置ADC转换器，在库函数里用结构体来配置，包括ADC是单次转换还是连续转换、扫描还是非扫描、有几个通道、触发源是什么、数据对齐是左对齐还是右对齐，如果需要模拟看门狗，有几个函数用来配置阈值和监测通道，如果想开启中断，就在中断输出控制里用ITConfig函数开启对应的中断输出然后在NVIC里配置一下优先级，这样就能触发中断了，接下来是开关控制，调用一下ADC_Cmd函数开启ADC。在ADC工作的时候，如果想要软件触发转换，会有函数可以触发，如果想读取转换结果，会有函数可以读取结果。

和ADC有关的库函数

void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);
//配置ADCCLK分频器，可以对APB2的72MHz时钟选择2、4、6、8分频，输入到ADCCLK，在RCC库函数中可以找到
void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx);
//恢复缺省配置
void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);
//初始化
void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct);
//结构体初始化
void ADC_Cmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//给ADC上电
void ADC_DMACmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//开启DMA输出信号，如果用DMA转运数据就得调用这个函数
void ADC_ITConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT, FunctionalState NewState);
//中断输出控制，用于控制某个中断能不能通往NVIC
void ADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
//复位校准
FlagStatus ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
//获取复位校准状态
void ADC_StartCalibration(ADC_TypeDef* ADCx);
//开始校准
FlagStatus ADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
//获取开始校准状态
void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//ADC_软件开始转换控制，是用于软件触发的函数，给SWSTART位 置1，以开始转换
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
//ADC_获取软件开始转换状态，返回SWSTART的状态，由于这个函数在转换开始后立刻就清零了，所以这个函数的返回值跟转换是否结束无关
void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number);
//每隔几个通道间断一次
void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//是不是启用间断模式
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
//ADC_规则组通道配置，作用是给序列的每个位置填写指定的通道，第二个参数就是想要指定的通道，第三个参数是序列几的位置，第四个参数是指定通道的采样时间
void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
//是否允许外部触发转换
uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx);
//ADC_获取转换值，使用这个函数获取AD转换的数据寄存器，读取转换结果
uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void);
//ADC_获取双模式转换值，是双ADC模式读取转换结果的函数
void ADC_AutoInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_InjectedDiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_ExternalTrigInjecConv);
void ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
void ADC_SoftwareStartInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState);
FlagStatus ADC_GetSoftwareStartInjectedConvCmdStatus(ADC_TypeDef* ADCx);
void ADC_InjectedChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
void ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Length);
void ADC_SetInjectedOffset(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel, uint16_t Offset);
uint16_t ADC_GetInjectedConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel);
//对注入组进行配置
void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog);
//对模拟看门狗进行配置，第一个是是否启动模拟看门狗
void ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t HighThreshold, uint16_t LowThreshold);
//配置高低阈值
void ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel);
//配置看门的通道
void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState);
//ADC_温度传感器内部参考电压控制，用来开启内部的两个通道
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
//获取标志位状态，然后参数给EOC的标志位，判断EOC标志位是不是置1了，
//如果转换结束，EOC标志位 置1，调用这个函数判断标志位，才是正确的判断转换是否结束的方法
void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG);
//清除标志位
ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);
//获取中断状态
void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT);
//清除中断挂起位

AD单通道

AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：AD初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
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
	//第四个参数指定通道的采样时间，需要更快的转换就选择小的参数，需要更稳定的转换就选大的参数
	
	/*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
	//触发控制的触发源
	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
	//第一步，复位校准
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
	//第二步，等待复位校准完成，返回值是复位校准的状态
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	//第三步，开始校准
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
	//第四步，等待校准完成
}

/**
  * 函    数：获取AD转换的值
  * 参    数：无
  * 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095
  */
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
	//使用规则组转换完成标志位
	//具体等待时间计算：通道的采样周期是55.5，转换周期是固定的12.5，相加为68个周期
	//ADCCLK是72MHz的6分频，就是12MHz，12MHz进行68个周期转换完成，结果1/12M*68约为5.6us
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);					//读数据寄存器，得到AD转换的结果
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#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
		//用显示整数的OLED函数来显示浮点数，把整数部分和小数部分分开了
		
		Delay_ms(100);			//延时100ms，手动增加一些转换的间隔时间
	}
}

连续转换，非扫描模式的AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：AD初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
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);
	
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);					//软件触发AD转换一次
	//连续转换只需要在最开始触发一次就行了
}

/**
  * 函    数：获取AD转换的值
  * 参    数：无
  * 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095
  */
uint16_t AD_GetValue(void)
{
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);					//读数据寄存器，得到AD转换的结果
}

AD多通道

没有学DMA，这里还是用了单次转换、非扫描模式来实现多通道，在每次触发转换之前手动更改一下列表第一个位置的通道

AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：AD初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
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);
}

/**
  * 函    数：获取AD转换的值
  * 参    数：ADC_Channel 指定AD转换的通道，范围：ADC_Channel_x，其中x可以是0/1/2/3
  * 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095
  */
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
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#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
	}
}

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