## 解析通过一个形象的例子可以解释:如果你在家里的院子内放了5个温度探头,室内放了3个温度探头;你须要时候监视室外温度即可,但偶尔你想看看室内的温度;因此你可以利用规则通道组循环扫描室外的5个探头并显示AD转换结果,当你想看室内温度时,通过一个按钮启动注入转换组(3个室内探头)并暂时显示室内温度,当你放开这个按钮后,系统又会回到规则通道组连续检测室外温度。从系统设计上,丈量并显示室内温度的过程中断了丈量并显示室外温度的过程,但程序设计上可以在初始化阶段分别设置好不同的转换组,系统运行中不必再变更循环转换的配置,从而达到两个任务互不滋扰和快速切换的结果。可以设想一下,如果没有规则组和注入组的划分,当你按下按钮后,须要重新配置AD循环扫描的通道,然后在开释按钮后需再次配置AD循环扫描的通道。上面的例子由于速率较慢,不能完备表示这样区分(规则通道组和注入通道组)的好处,但在工业运用领域中有很多检测和监视探头须要较快地处理,这样对AD转换的分组将简化事宜处理的程序并提高事宜处理的速率。STM32F4其ADC的规则通道组最多包含16个转换,而注入通道组最多包含4个通道。STM32F4的ADC在单次转换模式下,只实行一次转换,该模式可以通过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,转换结果将被存在ADC_DR寄存器中,EOC(转换结束)标志将被置位,如果设置了EOCIE,则会产生中断。然后ADC将停滞,直到下次启动接下来,我们先容一下我们实行规则通道的单次转换,须要用到的ADC寄存器。第一个要先容的是ADC掌握寄存器(ADC_CR1和ADC_CR2)。ADC_CR1的各位描述如图所示:
ADC_CR1的SCAN位,该位用于设置扫描模式,由软件设置和打消,如果设置为1,则利用扫描模式,如果为0,则关闭扫描模式。在扫描模式下,由ADC_SQRx或ADC_JSQRx寄存器选中的通道被转换。如果设置了EOCIE或JEOCIE,只在末了一个通道转换完毕后才会产生EOC或JEOC中断。ADC_CR1[25:24]用于设置ADC的分辨率,详细的对应关系如图所示
本章我们利用12位分辨率,以是设置这两个位为0就可以了。接着我们先容ADC_CR2,该寄存器的各位描述如图所示:

该寄存器我们也只针对性的先容一些位:ADON位用于开关AD转换器。而CONT位用于设置是否进行连续转换,我们利用单次转换,以是CONT位必须为0。ALIGN用于设置数据对齐,我们利用右对齐,该位设置为0。
EXTEN[1:0]用于规则通道的外部触发使能设置,详细的设置关系如图所示
我们这里利用的是软件触发,即不该用外部触发,以是设置这2个位为0即可。ADC_CR2的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)都须要向该位写1。
第二个要先容的是ADC通用掌握寄存器(ADC_CCR),该寄存器各位描述如图所示:
该寄存器我们也只针对性的先容一些位:TSVREFE位是内部温度传感器和Vrefint通道使能位,内部温度传感器我们将不才一章先容,这里我们直接设置为0。ADCPRE[1:0]用于设置ADC输入时钟分频,00~11分别对应2/4/6/8分频,STM32F4的ADC最大事情频率是36Mhz,而ADC时 钟(ADCCLK)来 自APB2,APB2频率一样平常是84Mhz,以是我们一样平常设置ADCPRE=01,即4分频,这样得到ADCCLK频率为21Mhz。MULTI[4:0]用于多重ADC模式选择,详细的设置关系如图所示:
本章我们仅用了ADC1(独立模式),并没用到多重ADC模式,以是设置这5个位为0即可
第三个要先容的是ADC采样韶光寄存器(ADC_SMPR1和ADC_SMPR2),这两个寄存器用于设置通道0~18的采样韶光,每个通道占用3个位。ADC_SMPR1的各位描述如图所示:
对付每个要转换的通道,采样韶光建议只管即便长一点,以得到较高的准确度,但是这样会降落ADC的转换速率。ADC的转换韶光可以由以下公式打算:
Tcovn=采样韶光+12个周期
个中:Tcovn为总转换韶光,采样韶光是根据每个通道的SMP位的设置来决定的。例如,当ADCCLK=21Mhz的时候,并设置3个周期的采样韶光,则得到:Tcovn=3+12=15个周期=0.71us。
第四个要先容的是ADC规则序列寄存器(ADC_SQR1~3),该寄存器统共有3个,这几个寄存器的功能都差不多,这里我们仅先容一下ADC_SQR1,该寄存器的各位描述如图所示:
L[3:0]用于存储规则序列的长度,我们这里只用了1个,以是设置这几个位的值为0。其他的SQ1316则存储了规则序列中第1316个通道的编号(0~18)。其余两个规则序列寄存器同ADC_SQR1大同小异,我们这里就不再先容了,要解释一点的是:我们选择的是单次转换,以是只有一个通道在规则序列里面,这个序列便是SQ1,至于SQ1里面哪个通道,完备由用户自己设置,通过ADC_SQR3的最低5位(也便是SQ1)设置。
第五个要先容的是ADC规则数据寄存器(ADC_DR)。规则序列中的AD转化结果都将被存在这个寄存器里面,而注入通道的转换结果被保存在ADC_JDRx里面。ADC_DR的各位描述如图:
这里要提醒一点的是,该寄存器的数据可以通过ADC_CR2的ALIGN位设置左对齐还是右对齐。在读取数据的时候要把稳。
末了一个要先容的ADC寄存器为ADC状态寄存器(ADC_SR),该寄存器保存了ADC转换时的各种状态。该寄存器的各位描述如图所示:
代码讲解
整体流程
① 开启PA时钟和ADC1时钟,设置PA1为仿照输入。
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
GPIO_Init();
对付IO初始化要把稳的是这里采取的模式为仿照输入模式:
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
② 复位ADC1:
ADC_DeInit();
;
个中的 ADC_Resolution选择了12位,由于寄存器为16位,放不满,以是还要设置它的对齐办法。只用到了一个通道,因此转换规则序列为1。在库函数中,初始化CCR寄存器是通过调用ADC_CommonInit来实现的:
void ADC_CommonInit(ADC_CommonInitTypeDefADC_CommonInitStruct)
这里我们不再列出初始化构造体成员变量,而是直接看实例。初始化实例为:
ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode =ADC_Mode_Independent;//独立模式
ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay= ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode =ADC_DMAAccessMode_Disabled;
ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler =ADC_Prescaler_Div4;
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);//初始化
第一个参数ADC_Mode用来设置是独立模式还是多重模式,这里我们选择独立模式。
第二个参数ADC_TwoSamplingDelay用来设置两个采样阶段之间的延迟周期数。这个比较好理解。取值范围为:ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles~ADC_TwoSamplingDelay_20Cycles。
第三个参数ADC_DMAAccessMode是DMA模式禁止或者使能相应DMA模式。
第四个参数ADC_Prescaler用来设置ADC预分频器。这个参数非常主要,这里我们设置分频系数为4分频ADC_Prescaler_Div4,担保ADC1的时钟频率不超过36MHz。
3)初始化ADC1参数,设置ADC1的转换分辨率,转换办法,对齐办法,以及规则序列等干系信息。
在设置完分通用掌握参数之后,我们就可以开始ADC1的干系参数配置了,设置单次转换模式、触发办法选择、数据对齐办法等都在这一步实现。详细的利用函数为:
void ADC_Init(ADC_TypeDef ADCx,ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct)
初始化实例为:
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,利用软件触发
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
第一个参数ADC_Resolution用来设置ADC转换分辨率。取值范围为:ADC_Resolution_6b,
ADC_Resolution_8b,ADC_Resolution_10b和ADC_Resolution_12b。
第二个参数ADC_ScanConvMode用来设置是否打开扫描模式。这里我们设置单次转换以是不打开扫描模式,值为DISABLE。
第三个参数ADC_ContinuousConvMode用来设置是单次转换模式还是连续转换模式,这里我们是单次,以是关闭连续转换模式,值为DISABLE。
第三个参数ADC_ExternalTrigConvEdge用来设置外部通道的触发使能和检测办法。这里我们直接禁止触发检测,利用软件触发。还可以设置为上升沿触发检测,低落沿触发检测以及上升沿和低落沿都触发检测。
第四个参数ADC_DataAlign 用来设置数据对齐办法。取值范围为右对齐
ADC_DataAlign_Right和左对齐ADC_DataAlign_Left。
第五个参数ADC_NbrOfConversion用来设置规则序列的长度,这里我们是单次转换,以是值为1即可。
实际上还有个参数ADC_ExternalTrigConv是用来为规则组选择外部事宜。由于我们前面配置的是软件触发,以是这里我们可以不用配置。如果选择其他触发办法办法,这里须要配置。
4)开启AD转换器。
在设置完了以上信息后,我们就开启AD转换器了(通过ADC_CR2寄存器掌握)。
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启AD转换器
5)读取ADC值。
在上面的步骤完成后,ADC就算准备好了。接下来我们要做的便是设置规则序列1里面的通道,然后启动ADC转换。在转换结束后,读取转换结果值值便是了。
这里设置规则序列通道以及采样周期的函数是:
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDefADCx, uint8_t ADC_Channel,
uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime);
我们这里是规则序列中的第1个转换,同时采样周期为480,以是设置为:
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_5, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );
软件开启ADC转换的方法是:
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1);//使能指定的ADC1的软件转换启动功能
开启转换之后,就可以获取转换ADC转换结果数据,方法是:
ADC_GetConversionValue(ADC1);
同时在AD转换中,我们还要根据状态寄存器的标志位来获取AD转换的各个状态信息。库函数获取AD转换的状态信息的函数是:
FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDefADCx, uint8_t ADC_FLAG)
比如我们要判断ADC1的转换是否结束,方法是:
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));//等待转换结束
这里还须要解释一下ADC的参考电压,探索者STM32F4开拓板利用的是STM32F407ZGT6,该芯片只有Vref+参考电压引脚,Vref+的输入范围为:1.8~VDDA。探索者STM32F4开拓板通过P7端口,来设置Vref+的参考电压,默认的我们是通过跳线帽将ref+接到VDDA,参考电压便是3.3V。如果大家想自己设置其他参考电压,将你的参考电压接在Vref+上就OK了(把稳要共地)。其余,对付还有Vref-引脚的STM32F4芯片,直接就近将Vref-接VSSA就可以了。
⑧ 等待转换完成,读取ADC值。
用while判断转换是否完成,调取ADC_GetFlagStatus可以知道当前转换的状态。
末了返回ADC_GetConversionValue(ADC1)的值。
在主函数只需对读取到的数值进行相应的转换输出即可。
#include"stm32f4xx.h"#include"sys.h"#include<stdio.h>static GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;static NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;static USART_InitTypeDef USART_InitStructure;static ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;static ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;void delay_ms(uint32_t n){while(n--){SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick,关闭系统定时器SysTick->LOAD = (168000)-1; // 配置计数值(168000)-1 ~ 0SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flagSysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clockwhile ((SysTick->CTRL & 0x10000)==0);// Wait until count flag is set}SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick}void delay_us(uint32_t n){while(n--){SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick,关闭系统定时器SysTick->LOAD = (168)-1; // 配置计数值(168000)-1 ~ 0SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flagSysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clockwhile ((SysTick->CTRL & 0x10000)==0);// Wait until count flag is set}SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick}void usart1_init(uint32_t baud){//端口A硬件是能RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//串口硬件是能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF ;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//PF9应交连接到串口GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);//配置串口USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;//波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据为 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停滞位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶效验为 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流掌握 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//串口办法 许可收发数据 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//配置中断触发办法USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//配置终端优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//使能串口事情USART_Cmd(USART1, ENABLE);}void adc_Init(void){RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//使能ADCRCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);//ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;//配置端口模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AN;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);//使能内部温度传感器ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//独立事情模式 ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div2;//分屏 ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;//不须要映射数据 ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles; ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;//精度 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//单通道,否则为多通道 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//不断的转换 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;//不须要内部脉激动身 // ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐存储 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;//几个转换通道ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//通道链接PA5ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 1, ADC_SampleTime_56Cycles);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);}struct __FILE{int handle;};FILE __stdout;FILE __stdin;int fputc(int ch,FILE f){USART_SendData(USART1,ch);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);return ch;}u16 Get_Adc(u8 ch) {//设置指定 ADC 的规则组通道,一个序列,采样韶光ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_480Cycles ); 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 ));//等待转换结束return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次 ADC1 规则组的转换结果}u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times){u32 temp_val=0; u8 t;for(t=0;t<times;t++){temp_val+=Get_Adc(ch); delay_ms(5);}return temp_val/times;}short Get_Temprate(void){u32 adcx; short result;double temperate;adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20); //读取通道 16,20 次取均匀temperate=(float)adcx(3.3/4096); //电压值temperate=(temperate-0.76)/0.0025+25; //转换为温度值result=temperate=100; //扩大 100 倍.return result;}int main(void){uint16_t adc_val,adc_v,temp;//波特率为115200usart1_init(115200);printf("ADC test\r\n");adc_Init();ADC_SoftwareStartConv(ADC1);//启动ADC1转换while(1){//等待转换完毕while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)==RESET);ADC_ClearFlag(ADC1,ADC_FLAG_EOC);adc_val=ADC_GetConversionValue(ADC1);adc_v=adc_val3300/4095;printf("电压为:%dmv\r\n",adc_v);printf("剩余点亮%d%% \r\n",adc_v/33);delay_ms(1000);temp=Get_Temprate(); printf("temp=%d.%d\r\n",temp/100,temp%100);}}void USART1_IRQHandler(void){uint8_t d=0; //判断标志位iif(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET){d=USART_ReceiveData(USART1);//if(d==0x01)PFout(10)=0;if(d==0xf1)PFout(10)=1;USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);}//清空标志位}