STM32单片机（七）ADC模拟数字转换器----第二节：ADC模数转换器练习（AD单通道和AD多通道）

news2024/11/20 15:28:18

❤️ 专栏简介：本专栏记录了从零学习单片机的过程，其中包括51单片机和STM32单片机两部分；建议先学习51单片机，其是STM32等高级单片机的基础；这样再学习STM32时才能融会贯通。
☀️ 专栏适用人群 ：适用于想要从零基础开始学习入门单片机，且有一定C语言基础的的童鞋。
🌙专栏目标：实现从零基础入门51单片机和STM32单片机，力求在玩好单片机的同时，能够了解一些计算机的基本概念，了解电路及其元器件的基本理论等。

⭐️ 专栏主要内容： 主要学习STM32单片机的功能、各个模块、单片机的外设、驱动等，最终玩好单片机和单片机的外设，全程手敲代码，实现我们所要实现的功能。
🌴 专栏说明 ：如果文章知识点有错误的地方，欢迎大家随时在文章下面评论，我会第一时间改正。让我们一起学习，一起进步。
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提取码：asdf

链接里压缩包的解压密码：32

本大节主要学习ADC模拟数字转换器的相关知识，包含两小节：
第一小节主要学习ADC模拟数字转换器的理论基础知识，第二小节是对第一小节的内容写两个程序进行练习，分别是AD单通道和AD多通道；
最终附上所有的源代码；

本小节主要学习ADC模拟数字转换器的理论基础知识

本小节是对第五小节TIM输入捕获的内容写两个程序进行练习，分别是AD单通道和AD多通道；

文章目录

  • 一、本节目标
    • 目标1：AD单通道
    • 目标2：AD多通道
  • 二、练习一：AD单通道
    • 2.1 接线图
    • 2.2 源码
  • 三、练习二：AD多通道
    • 3.1 接线图
    • 3.2 源码

一、本节目标

目标1：AD单通道

屏幕第一行显示的是AD转换后的原始数据，第二行是经过处理后实际的电压值；
在这里插入图片描述
当拧动电位器时：

  • 往左拧，AD值减小，电压值也减小；AD值最小是0，对应的电压就是0；
    在这里插入图片描述

  • 往右拧，AD值变大，对应的电压值也变大；STM32的ADC是12位的，所以AD结果最大值时4095，对应的电压是3.3V；
    在这里插入图片描述

目标2：AD多通道

分别外接光敏电阻、热敏电阻和反射红外模块，把他们的AO、模拟电压输出端，分别接在A1、A2、A3引脚，加上目标1里的电位器，总共4个输出通道；然后测出来的4个AD数据分别显示在显示屏上：在这里插入图片描述

  • AD0表示电位器的AD数据；往左拧减小，往右拧增大；
  • AD1表示光敏电阻的AD数据，遮挡光敏电阻，光线减小，AD值增大；移开，光线增大，AD值减小；
  • AD2表示热敏电阻的AD数据；用手热一下热敏电阻，温度升高，AD值减小；移开，温度降低，AD值增大；
  • AD3表示反射红外传感器；手靠近，有反光，AD值减小；移开，没有反光，AD值增大；

二、练习一：AD单通道

2.1 接线图

在这里插入图片描述

  • 电位器左边引脚接负极，右边引脚接正极，中间引脚接PA0口；PA0-PB1这10个引脚都是ADC的通道，任选一个即可；

实物图如下所示：

在这里插入图片描述

2.2 源码

代码路径：

  • STM32入门教程资料\程序源码\STM32Project\7-1 AD单通道\User
  • STM32入门教程资料\程序源码\STM32Project\7-1 AD单通道\Hardware
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

uint16_t ADValue;
float Voltage;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "ADValue:");
	OLED_ShowString(2, 1, "Volatge:0.00V");
	
	while (1)
	{
		ADValue = AD_GetValue();
		Voltage = (float)ADValue / 4095 * 3.3;
		
		OLED_ShowNum(1, 9, ADValue, 4);
		OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1);
		OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2);
		
		Delay_ms(100);
	}
}

AD.c:

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void AD_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	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);
	
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
	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);
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

三、练习二：AD多通道

3.1 接线图

在这里插入图片描述

  • 使用了4个AD通道，第一个通道还是电位器，接在PA0口，之后上面又接了3个传感器模块，分别是光敏传感器、热敏传感器、反射式红外传感器；他们的VCC和GND都分别接在面包板的正负极；然后AO是模拟量的输出引脚，三个模块的AO分别接在PA1、PA2和PA3口；

3.2 源码

代码路径：

  • STM32入门教程资料\程序源码\STM32Project\7-2 AD多通道\User
  • STM32入门教程资料\程序源码\STM32Project\7-2 AD多通道\Hardware
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.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.c：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void AD_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	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);
		
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
	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);
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

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