如何在STM32软件中进行ADC（模数转换）编程？

在嵌入式系统中，模数转换器（ADC）是实现模拟信号到数字信号转换的关键部件。STM32微控制器作为一款高性能、低功耗的微控制器，内置了多种ADC转换器，支持多种转换模式。本文将详细介绍如何在STM32软件中进行ADC编程。

一、STM32 ADC概述

STM32微控制器内置了多种ADC，包括12位、10位和8位ADC。以下是一些常见的ADC特性：

12位ADC：具有4096个转换等级，分辨率较高。
10位ADC：具有1024个转换等级，分辨率适中。
8位ADC：具有256个转换等级，分辨率较低。
采样时间：根据ADC类型和转换模式，采样时间从1.5μs到400μs不等。
通道数：根据ADC类型，通道数从4个到16个不等。

二、STM32 ADC编程步骤

配置ADC时钟

在开始ADC编程之前，首先需要配置ADC时钟。这可以通过以下步骤实现：

（1）启用ADC时钟：在RCC（Reset and Clock Control）寄存器中设置相应的位。

（2）配置ADC时钟分频：根据系统时钟频率和ADC转换速率要求，设置ADC时钟分频。

配置ADC通道

STM32 ADC支持多个通道，每个通道对应一个模拟输入引脚。以下步骤用于配置ADC通道：

（1）选择ADC通道：在ADC通道配置寄存器中设置相应的通道号。

（2）配置采样时间：根据ADC类型和转换模式，设置采样时间。

（3）配置通道属性：在ADC通道属性寄存器中设置通道属性，如是否启用模拟看门狗、是否启用模拟噪声滤波器等。

配置ADC模式

STM32 ADC支持多种转换模式，如单次转换、连续转换和扫描转换。以下步骤用于配置ADC模式：

（1）选择转换模式：在ADC控制寄存器中设置相应的模式位。

（2）配置转换顺序：如果使用扫描转换模式，需要配置转换顺序。

启动ADC转换

配置完成后，即可启动ADC转换。以下步骤用于启动ADC转换：

（1）使能ADC：在ADC控制寄存器中设置使能位。

（2）启动转换：在ADC控制寄存器中设置启动转换位。

读取ADC结果

ADC转换完成后，将自动将转换结果存储在ADC数据寄存器中。以下步骤用于读取ADC结果：

（1）检查转换完成标志：在ADC状态寄存器中检查转换完成标志。

（2）读取转换结果：从ADC数据寄存器中读取转换结果。

三、STM32 ADC编程实例

以下是一个简单的STM32 ADC编程实例，用于读取一个模拟输入引脚的电压值：

#include "stm32f10x.h"



void ADC_Configuration(void)

{

    // 启用ADC1时钟

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);



    // 配置ADC通道

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;

    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);



    // 配置ADC通道

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);



    // 启动ADC校准

    ADC_ResetCalibration(ADC1);

    // 等待校准完成

    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));



    // 启动ADC校准

    ADC_StartCalibration(ADC1);

    // 等待校准完成

    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));



    // 启动ADC

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

}



int main(void)

{

    // 配置ADC

    ADC_Configuration();



    while(1)

    {

        // 启动ADC转换

        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);



        // 等待转换完成

        while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));



        // 读取转换结果

        uint16_t ADCValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);



        // 将ADC值转换为电压值

        float voltage = (float)ADCValue * 3.3 / 4095;



        // 打印电压值

        printf("Voltage: %.2fV\n", voltage);

    }

}

四、总结

本文详细介绍了如何在STM32软件中进行ADC编程。通过配置ADC时钟、通道、模式和读取转换结果，可以实现模拟信号到数字信号的转换。在实际应用中，可以根据需求调整ADC配置参数，以满足不同的转换要求。