STM32 (九)ADC

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32 (九)ADC。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、简介:

什么是ADC?

Analog-to-Digital Converter的缩写。指模/数转换器或者模拟/数字转换器。是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。

典型的模拟数字转换器将模拟信号转换为表示一定比例电压值的数字信号。也就是模数转换,即将模拟量转换为数字量。

STM32 (九)ADC

简单地说就是将模拟电压值,转换成对应的肉眼可读数值。

STM32F10x ADC特点

  • 12位逐次逼近型的模拟数字转换器。
  • 最多带3个ADC控制器
  • 最多支持18个通道,可最多测量16个外部和2个内部信号源。
  • 支持单次和连续转换模式
  • 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。
  • 通道0到通道n的自动扫描模式 自动校准
  • 采样间隔可以按通道编程
  • 规则通道和注入通道均有外部触发选项
  • 转换结果支持左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器
  • ADC转换时间:最大转换速率 1us。(最大转换速度为1MHz,在ADCCLK=14M,采样周期为1.5个ADC时钟下得到。)
  • ADC供电要求:2.4V-3.6V
  • ADC输入范围:VREF- ≤ VIN ≤ VREF+
     

STM32F4x ADC特点 

STM32 (九)ADC

F1与F4区别

F4的ADC支持12位,10位,8位和6位精度,F1只支持12位

F1和F4都具有3个ADC,F1可提供21个输入通道,F4可以提供24个输入通道。

F1的ADC最大采样频率为1Msps,2路交替采样可到2Msps(F1不支持3路交替采样)。F4的ADC最大采样频率为2.4Msps,3路交替采样可到7.2Msps。
 

1.工作框图:

STM32 (九)ADC

2.ADC时钟

        图中的ADC预分频器的ADCCLK是ADC模块的时钟来源。通常,由时钟控制器提供的ADCCLK时钟和PCLK2(APB2时钟)同步。RCC控制器为ADC时钟提供一个专用的可编程预分频器。 分频因子由RCC_CFGR的ADCPRE[1:0]配置,可配置2/4/6/8分频

STM32的ADC最大的转换速率为1MHz,也就是说最快转换时间为1us,为了保证ADC转换结果的准确性,ADC的时钟最好不超过14M。

3.分辨率:

         读出的数据的长度,如8位就是最大值为255的意思,即范围[0,255],12位就是最大值为4096,即范围[0,4096]。STM32的ADC通常最大精度是12位,使用时也可以配置成10位、8位或6位等。精度会影响转换速度和数据计算。

        12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。如STM32f103它有3个ADC控制器,多达18个通道,可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。

        12位ADC, 即2^12 = 4096, 也就是说你希望采集到的量被分成了4096份,根据测出的ADC值即可推出实际的值

例:一节电池的最大电压为3V,现在用了一些电,我不知道还剩多少电,我用12位ADC测一下,测得的ADC值为2048。3V被分成了4096份,现在还剩2048份,也就是现在还剩1.5V

4.通道:

ADC输入引脚,通常一个ADC控制器控制多个通道,如果需要多通道的话,就得进行每个通道扫描了。

STM32 (九)ADC

5.ADC DMA功能:

DMA是内存到内存或内存到存储的直接映射,数据不用经过单片机处理器而直接由硬件进行数据的传递。方便直接将读取的ADC值放到内存变量中。

6.ADC输入电压范围: 

STM32 (九)ADC

ADC一般用于采集小电压,其输入值不能超过VDDA,即ADC输入范围:VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。具体的定义见上图。
一般把VSSA和VREF- 接地, VREF+ 和 VDDA接3V3,那么ADC的输入范围是0~3.3V。

在STM32中ADC还可以用于采集芯片的温度、RTC供电电压.

一般来说,采样时间越长,结果越准确,采样时间要更具ADC的时钟周期和ADC通道设置的采样周期计算,如STM32F103C8T6配置的ADC时钟周期为12MHZ,采样周期配置的是239.5 Cycles。
 

7.左/右对齐:

ADC数据是12位精度的,但是数据是存储在 16 位数据寄存器中,所以ADC的存储结果可以分为左对齐或右对齐两种方式
STM32 (九)ADC

8.ADC的转换方式:

l  单次转换,一次只转换一个通道

l  连续转换,转换完成一个通道后立即自动执行下一个通道的转换

l  扫描模式,开启一次后,自动的连续读取多个通道

总结:

    只有一个ADC通道,并且这个通道只转换一次,选择单次转换模式
    只有一个ADC通道,需要连续转换,选择连续转换模式
    ADC通道多于一个,并且所有的通道只转换一次,选择单次转换模式,同时使能扫描模式
    ADC通道多于一个,需要连续转换,选择连续转换模式,同时使能扫描模式
    假如有4个通道需要转换,设定扫描模式+连续转换,那么顺序是ch0->ch1->ch2->ch3->ch0->ch1…这个过程无法被打断。如果我希望通道之间转换有可调的时间间隔,那么就引入间断模式(有点类似中断的意思)
 

9.ADC的三种工作方式:

触发转换:

    外部触发:ADC_CR2 的ADON控制 ;定时器捕获;EXIT
    中断触发:规则 / 注入通道转换结束(转换完一次即进入中断);模拟看门狗状态位被设置(当转换的模拟电压值低于低阈值或高于高阈值时,便会产生中断。阈值的高低值由ADC_LTR和ADC_HTR配置)
    DMA触发:规则 / 注入通道转换结束后会产生DMA请求(只有ADC1和ADC3可以)



 

二、工程创建

1.RCC设置

STM32 (九)ADC

2.开启ADC

STM32 (九)ADC

 3.时钟树设置

STM32 (九)ADC

 ADC频率不高于14M不然转换结果容易出错。

4.ADC设置

STM32 (九)ADC

  •  ADCs_Common_Settings          ADC模式设置
  • Mode     ADC_Mode_Independent        这里设置为独立模式

独立模式模式下,双ADC不能同步,每个ADC接口独立工作。所以如果不需要ADC同步或者只是用了一个ADC的时候,应该设成独立模式,多个ADC同时使用时会有其他模式,如双重ADC同步模式,两个ADC同时采集一个或多个通道,可以提高采样率

  •  Data Alignment (数据对齐方式): 右对齐/左对齐
  • Scan Conversion Mode( 扫描模式 ) :   DISABLE
  • Continuous Conversion Mode(连续转换模式)    ENABLE
  • Discontinuous Conversion Mode(间断模式)    DISABLE
  • Enable Regular Conversions (启用常规转换模式)    ENABLE

设定ADC的触发方式

STM32 (九)ADC

  • Regular Conversion launched by software 规则的软件触发 调用函数触发即可
  • Timer X Capture Compare X event 外部引脚触发,
  • Timer X Trigger Out event 定时器通道输出触发 需要设置相应的定时器设置

Rank          转换顺序
这个只修改通道采样时间即可 默认为1.5个周期

 STM32 (九)ADC

 多个通道时会有多个Rank,可以设定每个通道的转换顺序
ADC总转换时间如下计算:

TCONV = 采样时间+ 12.5个周期

        当ADCCLK=14MHz(最大),采样时间为1.5周期(最快)时,TCONV =1.5+12.5=14周期=1μs。

因此,ADC的最小采样时间1us(ADC时钟=14MHz,采样周期为1.5周期下得到) 

ADC转换结束中断

STM32 (九)ADC

 ADC的DMA传输
STM32 (九)ADC

GPIO的模式为模拟模式

STM32 (九)ADC

 5.串口设置

STM32 (九)ADC

6.项目设置

STM32 (九)ADC

STM32 (九)ADC 

三、代码讲解。

1.重定向串口:

#include "stdio.h"
//重定向c库函数printf到串口DEBUG_USART,重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	/* 发送一个字节数据到串口DEBUG_USART */
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);	
	
	return (ch);
}
 
//重定向c库函数scanf到串口DEBUG_USART,重写向后可使用scanf、getchar等函数
int fgetc(FILE *f)
{		
	int ch;
	HAL_UART_Receive(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);	
	return (ch);
}

在main.c中加上

  /* USER CODE BEGIN 0 */
	uint16_t ADC_Value;
  /* USER CODE END 0 */

在ADC初始化之后加上AD校准函数

  MX_ADC1_Init();
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);    //AD校准
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

while中加上:

 HAL_ADC_Start(&hadc1);     //启动ADC转换
 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);   //等待转换完成,50为最大等待时间,单位为ms
 
 
 if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
 {
  ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);   //获取AD值

  printf("ADC1 Reading : %d \r\n",ADC_Value);
  printf("PA1 True Voltage value : %.4f \r\n",ADC_Value*3.3f/4096);
  printf("测试\r\n");
}
HAL_Delay(1000);

中断读取:

如果使能了ADC转换结束中断,并且使能了定时器中断,可以这样写:

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)    //定时器中断回调
{
    HAL_ADC_Start_IT(&hadc1); //定时器中断里面开启ADC中断转换,1ms开启一次采集    
}

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)    //ADC转换完成回调
{
    HAL_ADC_Stop_IT(&hadc1);        //关闭ADC
    HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);    //关闭定时器
    AD_Value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);  //获取ADC转换的值

    printf("ADC1 Reading : %d \r\n",AD_Value);
    printf("%.4f V\r\n",(AD_Value*3.3/4096));     //串口打印电压信息
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);       //开启定时器
}

函数讲解:

开启ADC 3种模式 ( 轮询模式 中断模式 DMA模式 )

HAL_ADC_Start(&hadcx);       //轮询模式开启ADC
HAL_ADC_Start_IT(&hadcx);       //中断轮询模式开启ADC
HAL_ADC_Start_DMA(&hadcx);       //DMA模式开启ADC

 关闭ADC 3种模式 ( 轮询模式 中断模式 DMA模式 )

• HAL_ADC_Stop()
• HAL_ADC_Stop_IT()• HAL_ADC_ConvCpltCallback()
• HAL_ADC_Stop_DMA()

 ADC校准函数 :

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadcx);

读取ADC转换值(F4系列不支持

• HAL_ADC_GetValue()

 等待转换结束函数

• HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);

第一个参数为那个ADC,第二个参数为最大等待时间

 ADC中断回调函数

• HAL_ADC_ConvCpltCallback()

 转换完成后回调,DMA模式下DMA传输完成后调用

规则通道及看门狗配置

• HAL_ADC_ConfigChannel() 配置规则组通道
• HAL_ADC_AnalogWDGConfig()文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-451183.html

到了这里,关于STM32 (九)ADC的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • STM32单片机(一)STM32简介

    ❤️ 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

    2024年02月10日
    浏览(60)
  • 【STM32】STM32学习笔记-课程简介(01)

    程序纯手打,手把手教学 STM32最小系统板+面包板硬件平台 该平台比较适合高校在校大学生学习STM32。 STM32最小系统+面包板 Windows10操作系统 万用表、示波器、镊子、剪刀等 Keil5 MDK 4.1 面包板和跳线/飞线 4.2 杜邦线和STM32最小系统板 4.3 STLINK和OLED显示屏 4.4 LED和按键 4.5 电位器和

    2024年03月18日
    浏览(51)
  • 初识 STM32和STM32F407简介

    2007 年 6 月,ST 在北京发布了全球第一款基于 ARM Cortex M3 内核的 32 位通用微控制 器芯片:STM32F103,以优异的性能,丰富的资源,超高的性价比,迅速占领市场,从此一鸣 惊人,一发不可收拾,截止到 2020 年 6 月,STM32 累计出货量超过 45 亿颗。 战舰开发板使用的 STM32F103ZET6

    2023年04月08日
    浏览(75)
  • STM32学习笔记【江科协】【1-2】STM32简介

    STM32 是 ST 公司基于 ARM Cortex-M 内核开发的 32位 微控制器 ST:ST公司; M:Microcontroller(微控制器MCU,单片机); 32:32位单片机; 内核: ARM Cortex-M,程序指令的执行、加减乘除,相当于芯片CPU *ST公司拿着ARM公司的内核,完善外围电路,封装起来成了STM32 *以ARM为内核的芯片称

    2024年02月22日
    浏览(38)
  • 【STM32】简介

     🚩 WRITE IN FRONT 🚩    🔎 介绍:\\\"謓泽\\\"正在路上朝着\\\"攻城狮\\\"方向\\\"前进四\\\" 🔎 🏅 荣誉:2021|2022年度博客之星物联网与嵌入式开发TOP5|TOP4、2021|2022博客之星TOP100|TOP63、阿里云专家博主、掘金优秀创作者、全网粉丝量6w+、全网访问量100w+ 🏅 🆔 文章内容由 謓泽 原创 如需相

    2024年02月13日
    浏览(18)
  • STM32简介(1)

    由B站江科大STM32视频学习做的笔记,便于自己以后复习回顾。 目录 一、STM32简介 二、ARM介绍 三、本次学习所用STM32介绍 1、片上资源(外设) 2、STM32命名规则 3、STM32系统结构  4、STM32引脚定义 (1)表格介绍 (2)引脚介绍 5、STM32启动配置 6、STM32最小系统电路 7、STM32最小系

    2024年04月25日
    浏览(21)
  • STM32 第9讲 STM32CubeMX简介安装和简单使用

    STM32CubeMX是ST开发的一款图形配置工具,可以通过图形化配置自动生成初始化代码。 STM32的标准外设库已经停止维护了。 安装STM32CubeMX之前必须安装JAVA环境,这两个顺序不能调换。 官网下载地址link 下载完成后,点击安装包,直接安装即可。 接下来检测是否安装成功。 Win +

    2024年02月16日
    浏览(41)
  • 【11】STM32·HAL库开发-STM32CubeMX简介、安装 | 新建STM32CubeMX工程步骤

      STM32CubeMX是ST开发的一款图形配置工具,可通过配置自动生成 初始化代码 (并不包括逻辑代码)。以下是STM32CubeMX官方宣传图片,适用于Windows和macOS系统,用于生成初始化代码,一个图形配置工具,搭配不同系列的STM32Cube固件包,即可支持不同系列的STM32芯片,初始化代码

    2024年02月17日
    浏览(64)
  • stm32 及其最小系统的简介

    单片机最小系统是指能够将单片机芯片运行所必需的最少的硬件电路集成在一起的系统。它是一种基本的单片机应用系统,通常由单片机芯片、晶体振荡器、复位电路以及少量的电气元器件组成,为单片机提供时钟信号、复位信号以及外设接口等必要功能。 stm32单片机名称介

    2024年04月26日
    浏览(37)
  • 单片机简介(STM32介绍)

        单片机是 单片微型计算机 的简称,Mcu是Microcontroller的简称,也就是嵌入式微控制器。采用集成电路技术将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器/计时器、多种I/O口和中断系统等功能集成到一块硅片上。可以说单片机就是一个小而完善

    2024年02月16日
    浏览(41)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包