STM32之模数转换器ADC

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32之模数转换器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。

目录

1、ADC介绍

1.什么是ADC?

ADC的全称是Analog-to-Digital Converter,指模拟/数字转换器

 2.ADC的性能指标

3.ADC特性

12位分辨率

4.ADC通道

5.ADC转换顺序

 6.ADC触发方式

 7.ADC转化时间

 8.ADC转化模式

 9.模拟看门狗

实验:使用ADC读取烟雾传感器的值 

CubeMX配置  

​编辑 代码实现

 效果展示

1、ADC介绍

1.什么是ADC?

ADC的全称是Analog-to-Digital Converter,指模拟/数字转换器

D数字信号,A模拟信号

  • 12ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达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。
  • 模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。
  • ADC的输入时钟不得超过14MHz,它是由PCLK2经分频产生。

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 2.ADC的性能指标

  • 量程:能测量的电压范围
  • 分辨率:ADC能分辨的最小模拟量,通常以输出二进制位数表示,比如:8、10、12、16位等;位数越多,分辨率越高,一般来说,分辨率越高,转化时间越长(STM32F103是12位)
  • 转化时间:从转换开始到获得稳定的数字量输出所需的时间称为转换时间

3.ADC特性

  • 12位分辨率

  • 12位分辨率下转化速度可高达1MHZ
  • 供电电压:VSSA:0V,VDDA:2.4V~3.6V
  • ADC输入范围:VREF-<=VIN<=VREF+
  • 采样时间可配置,采样时间越长,转换结果相对越准确,但是转换速度就越慢】
  • ADC的结果可以左对齐或者右对齐的方式存储在16位数据寄存器中(默认右对齐)

4.ADC通道

总共2个ADC(ADC1,ADC2),每个ADC有18个转换通道:16个外部通道、2个内部通道(温度传感器、内部参考电压)。

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外部的16个通道在转换时又分为规则通道和注入通道 ,其中规则通道最多有16路,注入通道最多有4路。

规则组:就像正常排队的人

注入组:有特权的人,可以插队的人

5.ADC转换顺序

每个ADC只有一个数据寄存器,16个通道一起共用这个寄存器,所以需要指定规则转换通道的转换顺序。

规则通道中的转换顺序由三个寄存器控制:SQR1、SQR2、SQR3,它们都是32位寄存器,SQR寄存器控制着转换通道的数目和转换顺序,只要在对应的寄存器位SQx中写入相应的通道,这个通道就是第x个转换

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和规则通道转换顺序的控制一样,注入通道的转换也是通过注入寄存器来控制,只不过只有一个JSQR寄存器来控制,控制关系如下:

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注入序列的转换顺序是从JSQx[4:0] (x=4-JL[1:0])开始。只有当JL=4的时候,注入通道的转换顺序才会按照JSQ1、JSQ2、JSQ3、JSQ4的顺序来执行。

 6.ADC触发方式

  • 通过向寄存器ADC-CR2的ADON位写1来开始转换,写0停止转换。
  • 也可以通过外部事件(如定时器)进行转换。

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 7.ADC转化时间

ADC是挂载在APB2总线(PCLK2)上的,经过分屏器得到ADC时钟(ADCCLK),最高14MHz

转换时间 = 采样时间 +12.5 个周期

12.5个周期是固定的,一般我们设置PCLK2=72,经过ADC预分频器能分频到最大的时钟只能是12M,采样周期设置为1.5个周期,算出最短的转换时间为1.17us。 

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 8.ADC转化模式

扫描模式

  • 关闭扫描模式:只转换ADC_SQRx或ADC_ISQR选中的第一个通道
  • 打开扫描模式:扫描所有被DC_SQRx或ADC_ISQR选中的所有通道

单次转换/连续转换

  • 单次转换:只转换一次
  • 连续转换:转换一次之后,立马进行下一次转换

 9.模拟看门狗

  • 如果被ADC转换的模拟电压低于低阀值或高于高阀值,AWD模拟看门狗状态位被设置。阀值位 ADC_HTRADC_LTR寄存器的最低12个有效位中。通过设置ADC_CR1寄存器的AWDIE以允许产生相应中断。(简而言之就是如果开启模拟看门狗,那么被ADC转换的模拟电压低于低阀值或高于高阀值,系统就会产生复位)
  • 阀值独立于由ADC_CR2寄存器上的ALIGN位选择的数据对齐模式。比较是在对齐之前完成的
  • 通过配置ADC_CR1寄存器,模拟看门狗可以作用于1个或多个通道
模拟看门狗警戒区
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 模拟看门狗通道的选择

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实验:使用ADC读取烟雾传感器的值 

实验内容:通过ADC读取烟雾传感器的值,再通过串口发送给电脑然后在串口助手上显示

CubeMX配置  

 ADC的配置(其实大多用默认的就可以了)STM32之模数转换器ADC,stm32,单片机

 代码实现

#include <stdio.h>
//因为用到串口发送我们先重写printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	unsigned char temp[1]={ch};
	HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
	return ch;
}

//mian部分
uint32_t count = 0;//记录烟雾传感器的值


  while (1)
  {
		//每隔1秒转换一次
		HAL_Delay(1000);
		//先启动ADC转换
		HAL_ADC_Start(&hadc1);
		//等待ADC转换
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,100);
		//获取信号
		count = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
		//发送
        printf("count = %d\r\n",count);//这里发送的是检测到的模拟量个数
		printf("count = %f\r\n",count*(3.3/4060));//电压值
  }

 注意重构了printf要记得勾选这个STM32之模数转换器ADC,stm32,单片机

 效果展示

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这里可以通过给PA0口接3.3V的电压或者接GND来测试我们得到的数据准不准确 

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