STM32F4_模数转换器(ADC)详解

目录

1. ADC是什么

2. ADC主要特性

3. ADC框图

3.1 ADC开关控制

3.2 ADC时钟

3.3 通道选择

3.4 单次转换模式和连续转换模式

3.5 时序图

3.6 模拟看门狗

4 温度传感器

5. ADC中断

6. ADC初始化结构体

6.1 ADC相关实验配置

7. 相关寄存器

7.1 ADC控制寄存器：ADC_CR1和ADC_CR2

7.2 ADC通用控制寄存器：ADC_CCR

7.3 ADC采样时间寄存器：ADC_SMPR1和ADC_SMPR2

7.4 ADC规则序列寄存器：ADC_SQRx（x取值1~3）

7.5 ADC规则数据寄存器：ADC_DR

7.6 ADC状态寄存器：ADC_SR

8. 库函数配置ADC1的通道5进行AD转换 

9. 实验程序

9.1 main.c

9.2 ADC.c

9.3 ADC.h

        首先明确，这里提到的ADC不是我们游戏中的ADC，这里提及的ADC是STM32的一种重要外设功能，ADC英文全程：Analog to Digital，又叫做模拟数字转换器。 

1. ADC是什么

在高中的物理中，我们学习过电压表、电流表和万用表的使用，这些器件可以用来测量电路中的分路电流、电压值；强大的STM32单片机中也存在着这样的外设，称作模数转换器ADC；

很好理解，模数转换器就是把模拟量转换成数字量；数字对于我们来说是很亲切的，之所以存在这样的外设，也是为了更方便于使用者的理解和操作。

模拟量就如电压值、光敏电阻阻值、热敏电阻阻值等，通过该转换器可以转换为我们肉眼可见的数字。

STM32F4的ADC是12位逐次趋近型模数转换器。具有多达19个复用通道，可测量来自16个外部源、两个内部源通道的信号。ADC的结果存储在一个左对齐或者右对齐的16位数据寄存器中。

ADC具有模拟看门狗特性，允许应用检测输入电压是否超过了用户自定义的阈值上限或者下限。

STM32F4xx系列一般都有3个ADC，这些ADC可以独立使用，也可以使用双重/三重模样，来提高采样率。STM32F4的ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器，它有19个通道，可以测16个外部源、2个内部源和Vbat通道的信号。STM32F4的ADC最大的转换速率为2.4Mhz，也就是转换时间为0.41us。

2. ADC主要特性

• 可配置12位、10位、8位或6位分辨率
• 在转换结束、注入转换结束以及发生模拟看门狗或溢出事件时产生中断
• 单次和连续转换模式
• 用于自动将通道0转换为通道“n”的扫描模式
• 数据对齐以保持内置数据一致性
• 可独立设置各通道采样时间
• 外部触发器选项，可为规则转换和注入转换配置极性
• ADC电源要求：全速运行时2.4V到3.6V，慢速运行时1.8V

3. ADC框图

1. 电压输入范围：

         表示正模拟参考电压输入，代表ADC高/正参考电压；

        表示模拟电源输入，代表模拟电源电压等于；

        表示负模拟参考电压输入，代表ADC低/负参考电压；

        表示模拟电源接地输入，代表模拟电源接地电压等于；

输入电压：  <= VIN <=     

     和 接地，把和接3V3，表示得到ADC的输入电压范围为0-3.3V；

STM32的ADC只能测0-3.3V的电压，如果超过了这个范围，只能在单片机上改变电压的范围（通过相应芯片的转电平作用），以保证能够被STM32的GPIO口识别。

2. 输入通道：

STM32的每个ADC都具有18个通道，其中外部通道16个：

STM32的ADC有16条复用通道。外部16个通道在转换的过程中又分为规则通道和注入通道。

        可以将转换分为两组：规则转换和注入转换。每个组包含一个转换序列，该序列可按任意顺序在任意通道上完成。

        其中规则通道由规则序列寄存器ADC_SQRx（x可以取值为1 2 3）来配置，注入通道由注入序列寄存器ADC_JSQR来配置。

一个规则转换组最多由16个转换构成。必须在ADC_SQRx寄存器中选择转换序列的规则通道及其顺序。规则转换组中的转换总数必须写入ADC_SQRx寄存器中的L[3:0]位。

一个注入转换组最多由4个转换构成。必须在ADC_JSQR寄存器中选择转换序列的注入通道及其顺序。注入转换组中的转换总数必须写入ADC_JSQR寄存器中的L[1:0]位。

顾名思义，两个通道的区别就是：规则通道就是很规矩的意思，我们一般使用的就是这个规则通道。注入可以理解为插入、插队的意思，是一种不安分的通道，有点类似于中断程序；注入通道只有在规则通道存在时才会出现。

3.  转换顺序：

输入通道和注入通道的转换顺序分别由规则序列寄存器ADC_SQRx（x可以取值为1 2 3）和注入序列寄存器ADC_JSQR来配置。

4. 触发源：

触发源相当于一个信号，用来告诉ADC可以开始转换了。

触发方式又分为软件触发和外部事件触发（内部定时器/外部IO）。分别对应于上图中的左侧TIM和右侧TIM。

5. 转换时间：

转换时间：Tconv=采样时间+12个周期

采样时间：ADC需要若干个ADC_CLK周期完成对输入的模拟量进行采样，采样的周期数可通过ADC采样时间寄存器ADC_SMPR1和ADC_SMPR2的SMPx[2:0]位设置，ADC_SMPR2控制的是通道0~9，ADC_SMPR1控制的是通道10~17。每个通道可以分别用不同的时间采样。其中采样周期最小是1.5个，也就是说，我们要达到最快的采样，那么应该设置采样周期为31.5个周期，这里的周期就是1/ADC_CLK。

ADC_CLK：ADC模拟电路时钟，最大值为14M，由PCLK2提供，还可以进行分频，2/4/6/8，RCC_CFGR的ADCPRE[1:0]设置。PCLK2=72M。

数字时钟：RCC_APB2ENR，用于访问寄存器。

ag. 最短的转换时间：Tconv=采样时间+12个周期 （其中PCLK2=72M，ADC_CLK=72/6=12M ，Tconv=1.5+12.5=14=14/12us=1.17us）

6. 数据寄存器：

一切准备就绪后，ADC转换后的数据根据转换组不同，规则组的数据存放在ADC_DR寄存器中，注入组的数据放在JDRx寄存器中。

数据寄存器ADC_DR（ADC regular data register）

位31:16  保留，必须保持复位值

位15:0 DATA[15:0]：规则数据（Regular data） 这些位为只读。它们包括来自规则通道的转换结果。

该寄存器的1~16位有效，用于存放独立模式转换完成数据。当在双ADC模式（ADC1和ADC2同时使用）下，ADC1放在低16位上，ADC2放在高16位上。

7. 中断：

STM32F4相比于F1增加了DMA溢出标志。由模拟看门狗来检测采样的模拟量信号值的下限和上限。

电压转换：

所谓电压转换就是如何根据数字量去算出模拟量？  也可以说是外部电压假设是2.5V，通过ADC转换成数字量，也就是数字，存放在数据寄存器ADC_DR中，电压转换就是通过数据寄存器中的数字去反推出外部电压。

1. 电压输入范围为：0~3.3V 

2. 分辨率为12位

3. 最小精度为：3.3/2^12

4. 设数字量为x，则有模拟量Y=（3.3/2^12）* x

3.1 ADC开关控制

可以通过将ADC控制寄存器ADC_CR2寄存器中的ADON位置1来为ADC供电。首次将ADON位置1时，会将ADC从掉电模式中唤醒。

SWSTART或JSWSTART位置1，启动AD转换。

可通过将ADON位清零来停止转换并使ADC进入掉电模式，在此模式下，ADC几乎不耗电，也可以说进入了低功耗模式。

3.2 ADC时钟

用于模拟电路的时钟：ADCCLK，所有ADC共用

        此时钟来自于经可编程预分频器分频的APB2时钟，该预分频器允许ADC在、/4、/6或/8下工作。

用于数字接口的时钟：（用于寄存器读/写访问）

        此时钟等效于APB2时钟。可以通过RCC APB2外设时钟使能寄存器（RCC_APB2ENR）分别为每个ADC使能/禁止数字接口时钟。

3.3 通道选择

STM32的ADC有16条复用通道。外部16个通道在转换的过程中又分为规则通道和注入通道。

        可以将转换分为两组：规则转换和注入转换。每个组包含一个转换序列，该序列可按任意顺序在任意通道上完成。

一个规则转换组最多由16个转换构成。必须在ADC_SQRx寄存器中选择转换序列的规则通道及其顺序。规则转换组中的转换总数必须写入ADC_SQRx寄存器中的L[3:0]位。

一个注入转换组最多由4个转换构成。必须在ADC_JSQR寄存器中选择转换序列的注入通道及其顺序。注入转换组中的转换总数必须写入ADC_JSQR寄存器中的L[1:0]位。

顾名思义，两个通道的区别就是：规则通道就是很规矩的意思，我们一般使用的就是这个规则通道。注入可以理解为插入、插队的意思，是一种不安分的通道，有点类似于中断程序；注入通道只有在规则通道存在时才会出现。因为注入通道相当于中断，那么当程序正常执行的时候，中断是可以打断你的执行的。因此注入通道的转换可以打断规则通道的转换，在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。

如果在转换期间修改 ADC_SQRx 或 ADC_JSQR 寄存器，将复位当前转换并向 ADC 发送一 个新的启动脉冲，以转换新选择的组。

温度传感器、内部通道

        对于STM32F40x系列的开发板，温度传感器内部连接到ADC1_IN16。内部参考电压连接到ADC1_IN17。

注意： 温度传感器、只在主ADC1外设上可用。

3.4 单次转换模式和连续转换模式

在单次转换模式下，ADC执行一次转换。CONT位为0时，可以通过以下三种方式启动此模式：

•         将ADC_CR2寄存器中的SWSTART位置1（仅适用于规则通道）
•         将JSWSTART位置1（适用于注入通道）
•         外部触发（适用于规则通道和注入通道）

如果转化了规则通道：

•         转换数据存储在16位ADC_DR寄存器中
•         EOC（转换结束）标志位置1
•         EOCIE位置1时将产生中断

如果转换了注入通道：

•         转换数据存储在16位ADC_JCR1寄存器中        
•         JEOC（注入转换结束）标志置1
•         JEOCIE位置1时将产生中断

在连续转换模式下，ADC结束一个转换后立即启动一个新的转换。CONT位为1时，可通过外部触发或将ADC_CR2寄存器中的SWSTRT位置1来启动该模式（仅适用于规则通道）

如果转换了规则通道组：

•         上次转换的数据存储在16位ADC_DR寄存器中
•         EOC（转换结束）标志置1
•         EOCIE位置1时将产生中断

STM32F4的ADC在单次转换模式下，只执行一次转换，该模式可通过ADC_CR2寄存器的ADON位（只适用于规则通道）启动，也可以通过外部触发启动（适用于规则通道和注入通道），这时CONT位为0。

以规则通道为例，一旦所选择的通道转换完成，转换结果将被存储在ADC_DR寄存器中，EOC（转化结束）标志将被置位，如果设置了EOCIE，则会产生中断。然后ADC将停止，直到下次启动。

3.5 时序图

在时序图中， ADC_CLK表示ADC的时钟；ADON是ADC控制寄存器中的最低位，将该位置1表示开启寄存器；SWSTART/JSWSTART用来设置转换模式；

 ADC在开始精确转换之前需要一段稳定时间。ADC开始转换并经过15个时钟周期后，EOC标志置1，转换结果存放在16位ADC数据寄存器中。

3.6 模拟看门狗

如果ADC转换的模拟电压低于阈值下限或者高于阈值上限，则AWR模拟看门狗状态位会置1。这些阈值在ADC_HTR或ADC_LTR 16位寄存器的12个最低有效位中进行编程。可以使用ADC_CR1寄存器中的AWDIE位使能中断。

4 温度传感器

我们都很清楚传感器的用处，那么显然温度传感器就是用来测量器件的环境温度（）的。

        对应STM32F40x系列的开发板器件（其他的型号开发板对应不同的ADC通道），温度传感器内部连接到ADC1_IN16通道，而ADC1用于将传感器输出电压转换为数字值。不使用时可以将传感器置于掉电模式。

注意：必须将TSVREFE位置1才能同时对两个通道进行转换。ADC1_IN16（温度传感器）和ADC1_IN17（VREFINT）。

主要特性：

•         支持的温度范围（可以通过ADC转换成的数字范围）：-40℃到125℃
•         精度：1.5℃

 读取温度：

•         选择ADC1_IN16输入通道
•         选择一个采样时间，该采样时间要大于数据手册上指定的最低采样时间
•         在ADC_CCR寄存器中将TSVREFE位置1，以便将温度传感器从掉电模式中唤醒
•         通过将SWSTART位置1开始ADC转换
•         读取ADC数据寄存器中生成的数据

计算温度：

温度（单位℃）={-/Avg_Slope}+25

        其中：   =25℃时的值          Avg_Slope=温度与曲线的平均斜率

注意：

        传感器从掉电模式中唤醒需要一个启动时间，启动时间过后其才能正确输出。ADC在上电后同样需要一个启动时间，因此，为尽可能减少延迟时间，应同时将ADON和TSVREFE位置1。

        温度传感器的输出电压随温度线性变化。

5. ADC中断

当模拟看门狗状态位和溢出状态位分别置1时，规则组和注入组在转换结束时可能会产生中断。可以使用单独的中断使能位以实现灵活性。

ADC_SR寄存器中存在另外两个标志，但这两个标志不存在中断相关性：

•         JSTRT（开始转换注入组的通道）
•         STRT（开始转换规则组的通道）

6. ADC初始化结构体

ADC_InitTypeDef

typedef struct
{
  uint32_t ADC_Resolution;         //ADC分辨率                                        
  FunctionalState ADC_ScanConvMode;     //ADC扫描多通道或者ADC单通道模式选择  通过ADC_CR1的SCAN位来配置
  FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;   //ADC单次转换或者连续转换选择 通过ADC_CR2的CON位来配置
  uint32_t ADC_ExternalTrigConvEdge;      //ADC转换触发信号范围选择
  uint32_t ADC_ExternalTrigConv;          //ADC外部触发转换模式选择  通过ADC_CR2的EXTTRIG和EXTSEL位来配置
  uint32_t ADC_DataAlign;                 //ADC数据寄存器对齐格式
  uint8_t  ADC_NbrOfConversion;           //ADC采集通道数
}ADC_InitTypeDef;

typedef struct 
{
  uint32_t ADC_Mode;              //ADC模式 通过ADC_CR1：DUALMOD位来配置                                                 
  uint32_t ADC_Prescaler;              //ADC预分频值                       
  uint32_t ADC_DMAAccessMode;           
  uint32_t ADC_TwoSamplingDelay;        //ADC多通道模式 
}ADC_CommonInitTypeDef;

6.1 ADC相关实验配置

1-独立模式-单通道-中断读取

• 初始化ADC用到的GPIO
• 初始化ADC初始化结构体
• 配置ADC时钟，配置通道的转换顺序和采样时间
• 使能ADC转换完成中断，配置中断优先级
• 使能ADC，准备开始转换
• 校准ADC   ADC_StartCalibration      ADC_GetCalibrationStatus
• 软件触发ADC，真正开始转换   ADC_SoftwareStartConvCmd
• 编写中断服务函数，读取ADC转换数据   
• 编写main函数，把转换的数据打印出来

2-独立模式-单通道-DMA读取                DMA是一种直接存储器，DMA是不占用CPU的，可以一边读取数据，一边处理数据。

• 初始化ADC用到的GPIO
• 初始化ADC初始化结构体
• 配置ADC时钟，配置通道的转换顺序和采样时间
• 使能ADC转换完成中断，配置中断优先级

3-独立模式-多通道-DMA读取

• 初始化ADC用到的GPIO
• 初始化ADC初始化结构体
• 配置ADC时钟，配置通道的转换顺序和采样时间
• 使能ADC转换完成中断，配置中断优先级

配置过程相同，只不过初始化IO口时需要初始化多个IO口通道。并且调用函数ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );  获取多个通道执行多个功能即可。

7. 相关寄存器

7.1 ADC控制寄存器：ADC_CR1和ADC_CR2

ADC控制寄存器1：ADC_CR1（ADC control register 1）

SCAN位：设置扫描模式位，通过软件将该位置1或者清零可以使能/禁止扫描模式。 在扫描模式下，转换由规则序列寄存器ADC_SQRx或注入序列寄存器ADC_JSQRx选中的通道被转换 。

        0：禁止扫描模式

        1：使能扫描模式

如果设置了EOCIE和JEOCIE，只在最后一个通道转换完毕后才会产生EOC和JEOC中断。

RES位[1:0]：通过该位来设置分辨率（Resolution）

        00：12位（15 ADCCLK周期）

        01：10位（13 ADCCLK周期）

        10：8位（11 ADCCLK周期）

        11：6位（9 ADCCLK周期）

ADC控制寄存器2：ADC_CR2（ADC control register 2）

ADON位：设置A/D转换器开启或者关闭

        0：禁止ADC转换并转至掉电模式

        1：使能ADC

CONT位：该位用来设置连续转换模式或者单次转换模式

        0：单次转换模式

        1：连续转换模式

ALIGN位：该位用来设置数据是左对齐还是右对齐

        0：右对齐

        1：左对齐

EXTEN位：该位用来设置规则通道的外部触发是否使能

        00：禁止触发检测

        01：上升沿上的触发检测

        10：下降沿上的触发检测

        11：上升沿和下降沿上的触发检测

SWSTART位：用于开始规则通道的转换，我们每次转换（单次转换模式下）都需要向该位写1

        0：复位状态

        1：开始转换规则通道

7.2 ADC通用控制寄存器：ADC_CCR

ADC通用控制寄存器：ADC_CCR（ADC common control register）

TSVREFE位：温度传感器和使能位

        0：禁止

        1：使能

ADCPRE位：ADC预分频器，该位由软件置1或者清0，以选择ADC的时钟频率。该时钟为所有ADC所共有。

        00：PCLK2    2分频

        01：PCLK2    4分频

        10：PCLK2    6分频

        11：PCLK2    8分频     STM32的ADC最大工作频率为36Mhz，而ADC时钟来自于APB2，APB2频率一般是84Mhz，所以一般的我们置ADCPRE=01，即4分频，这样得到ADCPRE频率为21Mhz。

MULTI位：该位用来选择ADC的多重模式，本次实验我们使用的是独立模式，将该5位置0即可

• 所有 ADC 均独立：
• 00000：独立模式
• 00001 到 01001：双重模式，ADC1 和 ADC2 一起工作，ADC3 独立
• 00001：规则同时 + 注入同时组合模式
• 00010：规则同时 + 交替触发组合模式
• 00011：Reserved
• 00101：仅注入同时模式
• 00110：仅规则同时模式 仅交错模式
• 01001：仅交替触发模式
• 10001 到 11001：三重模式：ADC1、ADC2 和 ADC3 一起工作
• 10001：规则同时 + 注入同时组合模式
• 10010：规则同时 + 交替触发组合模式
• 10011：Reserved
• 10101：仅注入同时模式
• 10110：仅规则同时模式 仅交错模式
• 11001：仅交替触发模式 

7.3 ADC采样时间寄存器：ADC_SMPR1和ADC_SMPR2

这两个寄存器用于设置通道0~18的采样时间，每个通道占用3个位

ADC采样时间寄存器：ADC_SMPR1（ADC sample time register 1）

ADC采样时间寄存器：ADC_SMPR2（ADC sample time register 2）

采样时间通俗的讲就是收集模拟量的时间，为了保证转换后的数字量更加精准，采样时间通常设置的尽量长一些。由此带来的负面影响会降低ADC的转换效率。

        ADC转换时间计算：=采样时间+12个周期

7.4 ADC规则序列寄存器：ADC_SQRx（x取值1~3）

ADC规则序列寄存器1：ADC_SQR1（ADC regular sequence register 1）

L位：规则通道序列长度

        0000：1次转换

        0001：2次转换

        ……

        1111：16次转换

SQx位：分别对应规则序列中的第x次转换（x取值13 14 15 16）其余的1~12分别位于ADC规则序列寄存器2和3中

7.5 ADC规则数据寄存器：ADC_DR

ADC规则数据寄存器：ADC_DR（ADC regular data register）

DATA位： 规则数据位，这些位为只读，它们包括来自规则通道的转换结果。

注意：ADC转换完成后的数字量会存储在该寄存器中，且该寄存器的存储值受ADC_CR2的ALIGN位设置的左对齐还是右对齐控制，所以在读取时需要特别注意。

7.6 ADC状态寄存器：ADC_SR

ADC状态寄存器：ADC_SR（ADC status register）

EOC位： 通过该位来决定是否此次规则通道的AD转换已完成，如果该位为1，则表示转换已经完成了，这时就可以从ADC_DR中读取转换结果，否则等待转换完成。

8. 库函数配置ADC1的通道5进行AD转换 

1. 开启PA口时钟和ADC1时钟，设置PA5为模拟输入

STM32F407ZG的ADC12通道IN5位于引脚PA5上，所以我们要使能GPIOA时钟和ADC1时钟。

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);     //使能GPIOA时钟 

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);       //使能ADC1时钟 

注意：对于IO口复用的ADC我们要设置模式为模拟输入，而不是复用功能。

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;      //模拟输入 

2. 设置ADC的通用控制寄存器CCR，配置ADC输入时钟分频，模式为独立模式

在库函数中， 初始化CCR寄存器是通过调用ADC_CommonInit来实现的；

typedef struct 
{
  uint32_t ADC_Mode;              //ADC模式 通过ADC_CR1：DUALMOD位来配置                                                 
  uint32_t ADC_Prescaler;              //ADC预分频值                       
  uint32_t ADC_DMAAccessMode;           //DMA模式禁止或者使能相应的DMA模式
  uint32_t ADC_TwoSamplingDelay;        //ADC两个采样阶段之间的延迟周期数
}ADC_CommonInitTypeDef;


第一个参数ADC_Mode：设置独立模式还是多重模式
第二个参数ADC_Prescaler：设置ADC预分频器，这里设置时一定保证ADC1的时钟频率不超过36MHz
第三个参数ADC_DMAAccessMode：DMA模式禁止或者使能相应的DMA模式
第四个参数ADC_TwoSamplingDelay：设置ADC两个采样阶段之间的延迟周期数

void ADC_CommonInit(ADC_CommonInitTypeDef* ADC_CommonInitStruct) 

ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;     //独立模式 

ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;    //ADC预分频值

ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;   //ADC的DMA模式禁止或者使能相应DMA模式

ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles; 

3. 初始化ADC1参数，设置ADC1的转换分辨率，转换方式，对齐方式，以及规则序列等相关信息

void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)  //初始化ADC函数

typedef struct
{
  uint32_t ADC_Resolution;         //ADC分辨率                                        
  FunctionalState ADC_ScanConvMode;     //ADC扫描多通道或者ADC单通道模式选择  通过ADC_CR1的SCAN位来配置
  FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;   //ADC单次转换或者连续转换选择 通过ADC_CR2的CON位来配置
  uint32_t ADC_ExternalTrigConvEdge;      //ADC转换触发信号范围选择
  uint32_t ADC_ExternalTrigConv;          //ADC外部触发转换模式选择  通过ADC_CR2的EXTTRIG和EXTSEL位来配置
  uint32_t ADC_DataAlign;                 //ADC数据寄存器对齐格式
  uint8_t  ADC_NbrOfConversion;           //ADC采集通道数
}ADC_InitTypeDef;

第一个参数ADC_Resolution：设置ADC转换分辨率
第二个参数ADC_ScanConvMode：设置是否打开扫描模式
第三个参数ADC_ContinuousConvMode：设置时单次转换模式还是连续转换模式
第四个参数ADC_ExternalTrigConvEdge：设置外部通道的触发使能和检测方式
第五个参数ADC_ExternalTrigConv：设置ADC外部触发转换模式
第六个参数ADC_DataAlign：设置数据对齐方式  是左对齐还是右对齐
第七个参数ADC_NbrOfConversion：设置规则序列的长度   单次转换

ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;//12位模式 

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//非扫描模式 

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//关闭连续转换 

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None; //禁止触发检测，使用软件触发 

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;//1个转换在规则序列中 

ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//ADC初始化

4. 开启AD转换器

开启AD转换器通过ADC_CR2寄存器控制

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启AD转换器

5. 读取ADC值

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel,  uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)；

                                                                                                                                                                              // 设置规则序列通道及采样周期

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );   //规则序列中的第一个转换，采样周期设置为480

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1);          //使能指定的ADC1的软件转换启动功能 

ADC_GetConversionValue(ADC1);       //获取转换ADC转换结果数据

FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG)    //获取AD转换的状态信息函数

        ag.  while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束 

9. 实验程序

该实验需要用杜邦线将PA5引脚接到GND或者3.3V上，测其电压原始值和转化后的值，切记不能接5.5V，会损坏开发板的ADC；文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-617016.html

9.1 main.c

#include "stm32f4xx.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "LED.h"
#include "lcd.h"
#include "usmart.h"
#include "Key.h"
#include "ADC.h"

//LCD状态设置函数
void led_set(u8 sta)//只要工程目录下有usmart调试函数，主函数就必须调用这两个函数
{
	LED1=sta;
}
//函数参数调用测试函数
void test_fun(void(*ledset)(u8),u8 sta)
{
	led_set(sta);
}

int main(void)
{
	u16 adcx;
	float temp;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	delay_init(168);
	uart_init(115200);
	LED_Init();
	LCD_Init();
	Adc_Init();
	POINT_COLOR=RED;
	LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");
	LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"ADC TEST");
	LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
	LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2023/20/23");
	POINT_COLOR=BLUE;
	LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"ADC1_CH5_VAL:");
	LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"ADC1_CH5_VOL:0.000V");  //显示小数点
	while(1)
	{
		adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_5,20);//adc通道5，取20次平均值
		LCD_ShowxNum(134,130,adcx,4,16,0); //显示ADC采样后的原始值
		temp=(float)adcx*(3.3/4096);  //获取计算后带小数的实际电压值,如3.1111
		adcx=temp;  //赋值整数部分给adcx
		LCD_ShowxNum(134,150,adcx,1,16,0);//显示电压值的整数部分
		temp=temp-adcx; //把已经显示的整数部分去掉,留下小数部分 3.1111-3=0.1111
		temp=temp*1000;//把小数部分乘以1000，变成整数打印出来，乘以1000相当于保留3位小数，乘以10000相当于保留四位小数
		LCD_ShowxNum(150,150,temp,3,16,0x80); //显示小数部分
		LED0=!LED0;
		delay_ms(250);
	}
}

9.2 ADC.c

#include "stm32f4xx.h"                
#include "ADC.h"
#include "delay.h"

//初始化ADC
void Adc_Init(void)
{
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);//使能GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);// 使能ADC1时钟
	
	//初始化ADC1通道5 IO口
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AN;  //模式为模拟输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;  //PA5 通道5
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL; //不带上下拉
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);   //ADC1复位
	RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,DISABLE);    //复位结束
	
	//初始化CCR通用控制寄存器配置
	ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;
	ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode=ADC_DMAAccessMode_Disabled; //DMA失能
	ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;  //独立模式
	ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler=ADC_Prescaler_Div4;  //预分频值设置
	ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay=ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;//两个采样阶段之间延迟5个时钟
	ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);
	
	//初始化ADC1相关参数
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;  //关闭连续转换
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;  //右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge=ADC_ExternalTrigConvEdge_None; //禁止触发检测，使用软件触发
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion=1;  //1个转换在规则序列中
	ADC_InitStructure.ADC_Resolution=ADC_Resolution_12b;  //12位模式
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE; //非扫描模式
	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure); //ADC初始化
	
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);   //开启AD转换器
}
//获取ADC值
//ch：通道值 0~16
//返回值：转换结果
u16 Get_Adc(u8 ch)
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ch,1,ADC_SampleTime_480Cycles);//设置ADC规则组通道，一个序列，采样时间480
	ADC_SoftwareStartConv(ADC1);//使能指定的ADC1的软件转换启动功能
	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));//读取状态寄存器的状态位EOC，等待转换结束
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);//返回最近一次的ADC1规则组的转换结果
}
//获取通道ch的转换值，取times次，然后平均
//ch：通道编号  times：获取次数
//返回值：通道ch的times次转换结果平均值
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
	u32 temp_val=0;
	u8 t;
	for(t=0;t<times;t++)
	{
		temp_val=temp_val+Get_Adc(ch); //取times次通道值进行求和
		delay_ms(5);
	}
	return temp_val/times; //返回平均值
}

9.3 ADC.h

#ifndef _ADC__H_
#define _ADC__H_

void Adc_Init(void);
u16 Get_Adc(u8 ch);
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times);

#endif

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