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1.1 ADC 简介
12 位 ADC 是逐次趋近型模数转换器。它具有多达 19 个复用通道#xff0c;可测量来自 16 个外部 源、两个内部源和 VBAT 通道的信号。这些通道的 A/D 转换可在单次、连续、扫描或不连续 采样模式下进行。ADC 的结果存储在一个左对齐或右对齐的 16 位…1 ADC简介
1.1 ADC 简介
12 位 ADC 是逐次趋近型模数转换器。它具有多达 19 个复用通道可测量来自 16 个外部 源、两个内部源和 VBAT 通道的信号。这些通道的 A/D 转换可在单次、连续、扫描或不连续 采样模式下进行。ADC 的结果存储在一个左对齐或右对齐的 16 位数据寄存器中。12位 16个通道可以用外部 3个用于内部电源 和VBAT电池电压 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下限。
1.2 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 ● 不连续采样模式 ● 双重/三重模式具有 2 个或更多 ADC 的器件提供 ● 双重/三重 ADC 模式下可配置的 DMA 数据存储 ● 双重/三重交替模式下可配置的转换间延迟 ● ADC 转换类型参见数据手册 ● ADC 电源要求全速运行时为 2.4 V 到 3.6 V慢速运行时为 1.8 V ● ADC 输入范围VREF— VIN VREF ● 规则通道转换期间可产生 DMA 请求
注意 VREF— 如果可用取决于封装则必须将其连接到 VSSA。
VREF模拟电源参考电压
1.3ADC功能 1.3.1电压输入范围 ADC 输入范围为VREF- ≤ VIN ≤ VREF。由 VREF-、VREF 、VDDA 、VSSA、这四个外部引脚决定。 我们在设计原理图的时候一般把 VSSA 和 VREF- 接地把 VREF 和 VDDA 接 3V3得到 ADC 的输 入电压范围为0~3.3V。 如果我们想让输入的电压范围变宽去到可以测试负电压或者更高的正电压我们可以在外部加 一个电压调理电路把需要转换的电压抬升或者降压到 0~3.3V这样 ADC 就可以测量了。
1.3.2 ADC 开关控制
可通过将 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 时启动 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 只有几 μA。 ADC_Cmd(BAT_ADC, ENABLE); //使能指定的 BAT_ADC就是开启这个位
1.3.3 ADC 时钟
ADC 具有两个时钟方案 ● 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 fPCLK2/2、 /4、/6 或 /8 下工作。有关 ADCCLK 的最大值请参见数据手册。 ● 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。 常用数字时钟接口
1.3.4通道选择
有 16 条复用通道。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。例如可按以下顺序对序列进行转换ADC_IN3、 ADC_IN8、ADC_IN2、ADC_IN2、ADC_IN0、ADC_IN2、ADC_IN2、ADC_IN15。 ● 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_SQR1 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。 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
规则组就是规矩按顺序来我们平常使用的就是规则组 注入组 注入可以理解为插入的有意思如果在规则组进行转换时注入组开启转换那么要等注入组转换完成后规则组再转换
转换顺序 根据SQR1的[3:0]位决定通道个数通过配置SQR3~SQR1来确定转换顺序比如通道16在第一个转换那么配置SQ1[4:0]为16 注意这是5bit 注入组转换
注入序列寄存器 JSQR 只有一个最多支持 4 个通道具体多少个由 JSQR 的 JL[2:0] 决定。如果 JL 的值小于 4 的话则 JSQR 跟 SQR 决定转换顺序的设置不一样第一次转换的不是 JSQR1[4:0] 而是 JCQRx[4:0] x 4-JL跟 SQR 刚好相反。如果 JL001 个转换那么转换的顺序是 从 JSQR4[4:0] 开始而不是从 JSQR1[4:0] 开始这个要注意编程的时候不要搞错。当 JL 等于 4 时跟 SQR 一样。
1.3.5 转换模式
单次转换模式 在单次转换模式下ADC 执行一次转换。CONT 位为 0 时可通过以下方式启动此模式 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或注入通道 完成所选通道的转换之后 ● 如果转换了规则通道 — 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_JDR1 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 然后ADC 停止 连续转换模式 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 来启动此模式仅适用于规则通道。 每次转换之后 ● 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 注意 无法连续转换注入通道。连续模式下唯一的例外情况是注入通道配置为在规则通道之后自 动转换使用 JAUTO 位请参见自动注入一节。
1.3.6 时序图
如图 35 所示ADC 在开始精确转换之前需要一段稳定时间 tSTAB。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。
1.3.7 模拟看门狗
如果 ADC 转换的模拟电压低于阈值下限或高于阈值上限则 AWD 模拟看门狗状态位会置 1。这些阈值在 ADC_HTR 和 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。 阈值与 ADC_CR2 寄存器中的 ALIGN 位的所选对齐方式无关。在对齐之前会将模拟电压 与阈值上限和下限进行比较。 表 49 介绍了应如何配置 ADC_CR1 寄存器才能在一个或多个通道上使能模拟看门狗。
1.3.8 扫描模式
此模式用于扫描一组模拟通道。 通过将 ADC_CR1 寄存器中的 SCAN 位置 1 来选择扫描模式。将此位置 1 后ADC 会扫描 在 ADC_SQRx 寄存器对于规则通道或 ADC_JSQR 寄存器对于注入通道中选择的 所有通道。为组中的每个通道都执行一次转换。每次转换结束后会自动转换该组中的下一 个通道。如果将 CONT 位置 1规则通道转换不会在组中最后一个所选通道处停止而是再 次从第一个所选通道继续转换。 如果将 DMA 位置 1则在每次规则通道转换之后均使用直接存储器访问 (DMA) 控制器将 转换自规则通道组的数据存储在 ADC_DR 寄存器中传输到 SRAM。 在以下情况下ADC_SR 寄存器中的 EOC 位置 1 ● 如果 EOCS 位清零在每个规则组序列转换结束时 ● 如果 EOCS 位置 1在每个规则通道转换结束时 从注入通道转换的数据始终存储在 ADC_JDRx 寄存器中。 扫描是將规则组或者注入组中的全部通道都进行转换。 相当于有单次扫描和循环扫描取决于CONT状态。
1.3.9 不连续采样模式
规则组 可将 ADC_CR1 寄存器中的 DISCEN 位置 1 来使能此模式。该模式可用于转换含有 n (n 8) 个转换的短序列该短序列是在 ADC_SQRx 寄存器中选择的转换序列的一部分。可通过写 入 ADC_CR1 寄存器中的 DISCNUM[2:0] 位来指定 n 的值。 出现外部触发时将启动在 ADC_SQRx 寄存器中选择的接下来 n 个转换直到序列中的所 有转换均完成为止。通过 ADC_SQR1 寄存器中的 L[3:0] 位定义总序列长度。 示例 n 3要转换的通道 0、1、2、3、6、7、9、10 第 1 次触发转换序列 0、1、2 第 2 次触发转换序列 3、6、7 第 3 次触发转换序列 9、10 并生成 EOC 事件 第 4 次触发转换序列 0、1、2 注意 在不连续采样模式下转换规则组时不会出现翻转。 转换完所有子组后下一个触发信号将启动第一个子组的转换。在上述示例中第 4 次触发 重新转换了第 1 个子组中的通道 0、1 和 2。
注入组 可将 ADC_CR1 寄存器中的 JDISCEN 位置 1 来使能此模式。在出现外部触发事件之后可 使用该模式逐通道转换在 ADC_JSQR 寄存器中选择的序列。 出现外部触发时将启动在 ADC_JSQR 寄存器中选择的下一个通道转换直到序列中的所 有转换均完成为止。通过 ADC_JSQR 寄存器中的 JL[1:0] 位定义总序列长度。 示例 n 1要转换的通道 1、2、3 第 1 次触发转换通道 1 第 2 次触发转换通道 2 第 3 次触发转换通道 3 并生成 EOC 和 JEOC 事件 第 4 次触发通道 1 注意 转换完所有注入通道后下一个触发信号将启动第一个注入通道的转换。在上述示例中 第 4 次触发重新转换了第 1 个注入通道。 不能同时使用自动注入和不连续采样模式。 不得同时为规则组和注入组设置不连续采样模式。只能针对一个组使能不连续采样模式。 所谓不连续采样指的是指定每次采样通道个数n 比如n3每次采样转换3个通道转换的通道顺序转换一次不连续转换完成后当第二次触发产生进行第二次三个通道的转换以此类推直至所有通道转换完毕产生EOC事件当下一次触发来临继续第一次的3个通道转换
1.4 数据对齐
ADC_CR2 寄存器中的 ALIGN 位用于选择转换后存储的数据的对齐方式。可选择左对齐和 右对齐两种方式 注入通道组的转换数据将减去 ADC_JOFRx 寄存器中写入的用户自定义偏移量因此结果可 以是一个负值。SEXT 位表示扩展的符号值。 对于规则组中的通道不会减去任何偏移量因此只有十二个位有效。 规则组16位寄存器中只有12位有效 也就是说使用6位左对齐时按字节对齐低位补0 但我觉得这有问题不应该是高位补零吗没做过实验
1.5 可独立设置各通道采样时间
ADC 会在数个 ADCCLK 周期内对输入电压进行采样可使用 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 寄存器中的 SMP[2:0] 位修改周期数。每个通道均可以使用不同的采样时间进行采样。 总转换时间的计算公式如下 Tconv 采样时间 12 个周期 示例 ADCCLK 30 MHz 且采样时间 3 个周期时 Tconv 3 12 15 个周期 0.5 μsAPB2 为 60 MHz 时
1.6 外部触发转换和触发极性
可以通过外部事件例如定时器捕获、EXTI 中断线触发转换。如果 EXTEN[1:0] 控制位 对于行规转换或 JEXTEN[1:0] 位对于注入转换不等于“0b00”则外部事件能够 以所选极性触发转换。 注意 可以实时更改外部触发的极性。 EXTSEL[3:0] 和 JEXTSEL[3:0] 控制位用于从 16 个可能事件中选择可触发规则组转换和注 入组转换的事件。 可通过将 ADC_CR2 寄存器中的 SWSTART对于规则转换或 JSWSTART对于注入转 换位置 1 来产生软件源触发事件。 可通过注入触发中断规则组转换。 注意 可以实时更改触发选择。不过当更改触发选择时会在 1 个 APB 时钟周期的时间范围内禁 止触发检测。这是为了避免在转换期间出现意外检测。
1.7 快速转换模式
可通过降低 ADC 分辨率来执行快速转换。RES 位用于选择数据寄存器中可用的位数。每种 分辨率的最小转换时间如下 ● 12 位3 12 15 ADCCLK 周期 ● 10 位3 10 13 ADCCLK 周期 ● 8 位3 8 11 ADCCLK 周期 ● 6 位3 6 9 ADCCLK 周期
有关DMA我这里没用到呢等用到再写 先写一个历程 我用stm32的ADC输入监控供电电源电压当低于一定值时进行报警这里只写ADC部分
void Adc_Init(void)
{ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;//1使用数字电路时钟时钟等于APB2总线时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(BAT_GPIO_CLK | BAT_ADC_CLK, ENABLE); //使能 BAT_ADC 通道时钟//2模式设置为模拟输入挤不上啦也不下啦这里不用配置AF功能GPIO_InitStructure.GPIO_Pin BAT_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AIN; //模拟输入GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(BAT_GPIO_PORT, GPIO_InitStructure); //初始化 GPIOC.4ADC_DeInit(); //复位 BAT_ADC,将外设 BAT_ADC 的全部寄存器重设为缺省值//4转换模式ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode DISABLE; //单通道模式 扫描模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode DISABLE; //单次转换模式//5、触发方式ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge ADC_ExternalTrigConvEdge_None;//禁止外部边沿触发ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; //转换由软件而不是外部触发启动随便设置一个//6数据对齐ADC_InitStructure.ADC_DataAlign ADC_DataAlign_Right; //ADC 数据右对齐//7通道4第一个转换ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion 1;//顺序进行规则转换的 ADC 通道的数目//8.分辨率ADC_InitStructure.ADC_ResolutionADC_Resolution_12b;//分辨率ADC_Init(BAT_ADC, ADC_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 ADCx//9、配置单重多重模式ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode ADC_Mode_Independent; //ADC 独立模式//10.DMA配置ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessModeADC_DMAAccessMode_Disabled;//11、时钟频率我认为这个是使用模拟时钟时会用到ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler ADC_Prescaler_Div6;//12、采样时间ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelayADC_TwoSamplingDelay_20Cycles;ADC_CommonInit(ADC_CommonInitStructure);//13、使能ADCADC_Cmd(BAT_ADC, ENABLE); //使能指定的 BAT_ADC}// 获得 ADC 值, ch:通道值 0~3
static uint16_t Adc_Get(uint8_t ch)
{uint16_t timeout 1000;//设置指定 ADC 的规则组通道设置它们的转化顺序和采样时间ADC_RegularChannelConfig(BAT_ADC, ch, 1, ADC_SampleTime_144Cycles);//通道 1,规则采样顺序值为 1,采样时间为 144 周期ADC_SoftwareStartConv(BAT_ADC); //使能软件转换功能while (!ADC_GetFlagStatus(BAT_ADC, ADC_FLAG_EOC) timeout--); //等待转换结束return ADC_GetConversionValue(BAT_ADC); //返回最近一次 BAT_ADC 规则组的转换结果
}// 获得 ADC 多次测量平均值, ch:通道值 ; times:测量次数
uint16_t Adc_Get_Average(uint8_t ch, uint8_t times)
{uint16_t temp_val 0;uint8_t t;for (t 0; t times; t){temp_val Adc_Get(ch);}if (times 4){temp_val temp_val 2;//右移2位除以4 这里是整形数}else{temp_val temp_val / times;}return temp_val;
}// 获得测得原始电压值
float Adc_Get_Measure_Volotage(void)
{uint16_t adcx;float temp;adcx Adc_Get_Average(BAT_ADC_CH, 4);temp (float)adcx * (3.30f / 4096);return temp;
}// 获得实际电池分压前电压
float Adc_Get_Battery_Volotage(void)
{float temp;temp Adc_Get_Measure_Volotage();// 实际测量的值比计算得出的值低一点点。temp temp * 4.03f; //temp*(103.3)/3.3; return temp;
}// 查询电池电压状态连续几秒读到低于9.6V返回0高于9.6V返回1
uint8_t Bat_State(void)
{if (g_bat_state){Voltage_Z10 (int) (Adc_Get_Battery_Volotage() * 10);#if ENABLE_LOW_BATTERY_ALARMif (Voltage_Z10 96){Voltage_Low_Count;if(Voltage_Low_Count BAT_CHECK_COUNT){g_bat_state 0;}}else{Voltage_Low_Count 0;}#endif}// DEBUG(BAT:%d, %d, g_bat_state, Voltage_Z10);return g_bat_state;
}
关于if (Voltage_Z10 96) 比较用整型比较请参考下文
C语言布尔、整形、浮点、指针变量与”零值”比较的if语句 文章转载自： http://www.morning.kyfrl.cn.gov.cn.kyfrl.cn http://www.morning.ghphp.cn.gov.cn.ghphp.cn http://www.morning.tndhm.cn.gov.cn.tndhm.cn http://www.morning.rpfpx.cn.gov.cn.rpfpx.cn http://www.morning.djxnw.cn.gov.cn.djxnw.cn http://www.morning.yongkangyiyuan-pfk.com.gov.cn.yongkangyiyuan-pfk.com http://www.morning.smrkf.cn.gov.cn.smrkf.cn http://www.morning.hjsrl.cn.gov.cn.hjsrl.cn http://www.morning.trhlb.cn.gov.cn.trhlb.cn http://www.morning.rdmz.cn.gov.cn.rdmz.cn http://www.morning.syssdz.cn.gov.cn.syssdz.cn http://www.morning.dblgm.cn.gov.cn.dblgm.cn http://www.morning.jybj.cn.gov.cn.jybj.cn http://www.morning.nxbkw.cn.gov.cn.nxbkw.cn http://www.morning.rlns.cn.gov.cn.rlns.cn http://www.morning.oioini.com.gov.cn.oioini.com http://www.morning.tlzbt.cn.gov.cn.tlzbt.cn http://www.morning.ynstj.cn.gov.cn.ynstj.cn http://www.morning.llllcc.com.gov.cn.llllcc.com http://www.morning.yknsr.cn.gov.cn.yknsr.cn http://www.morning.hpjpy.cn.gov.cn.hpjpy.cn http://www.morning.jcwt.cn.gov.cn.jcwt.cn http://www.morning.txfzt.cn.gov.cn.txfzt.cn http://www.morning.nlkjq.cn.gov.cn.nlkjq.cn http://www.morning.rhchr.cn.gov.cn.rhchr.cn http://www.morning.qpmmg.cn.gov.cn.qpmmg.cn http://www.morning.ptqbt.cn.gov.cn.ptqbt.cn http://www.morning.gzgwn.cn.gov.cn.gzgwn.cn http://www.morning.qfqld.cn.gov.cn.qfqld.cn http://www.morning.yhwyh.cn.gov.cn.yhwyh.cn http://www.morning.wtdyq.cn.gov.cn.wtdyq.cn http://www.morning.plzgt.cn.gov.cn.plzgt.cn http://www.morning.huayaosteel.cn.gov.cn.huayaosteel.cn http://www.morning.ltypx.cn.gov.cn.ltypx.cn http://www.morning.rpljf.cn.gov.cn.rpljf.cn http://www.morning.mqbzk.cn.gov.cn.mqbzk.cn http://www.morning.tnbas.com.gov.cn.tnbas.com http://www.morning.tqklh.cn.gov.cn.tqklh.cn http://www.morning.skwwj.cn.gov.cn.skwwj.cn http://www.morning.rnyhx.cn.gov.cn.rnyhx.cn http://www.morning.xjkfb.cn.gov.cn.xjkfb.cn http://www.morning.gkxyy.cn.gov.cn.gkxyy.cn http://www.morning.kgjyy.cn.gov.cn.kgjyy.cn http://www.morning.rdtp.cn.gov.cn.rdtp.cn http://www.morning.pqfbk.cn.gov.cn.pqfbk.cn http://www.morning.ndtzy.cn.gov.cn.ndtzy.cn http://www.morning.zqcdl.cn.gov.cn.zqcdl.cn http://www.morning.qkwxp.cn.gov.cn.qkwxp.cn http://www.morning.rwzmz.cn.gov.cn.rwzmz.cn http://www.morning.ljhnn.cn.gov.cn.ljhnn.cn http://www.morning.gybnk.cn.gov.cn.gybnk.cn http://www.morning.prhfc.cn.gov.cn.prhfc.cn http://www.morning.rbqlw.cn.gov.cn.rbqlw.cn http://www.morning.brkc.cn.gov.cn.brkc.cn http://www.morning.qtqk.cn.gov.cn.qtqk.cn http://www.morning.clfct.cn.gov.cn.clfct.cn http://www.morning.clkyw.cn.gov.cn.clkyw.cn http://www.morning.nxfuke.com.gov.cn.nxfuke.com http://www.morning.krrjb.cn.gov.cn.krrjb.cn http://www.morning.hjlsll.com.gov.cn.hjlsll.com http://www.morning.zwhtr.cn.gov.cn.zwhtr.cn http://www.morning.pjxlg.cn.gov.cn.pjxlg.cn http://www.morning.rlns.cn.gov.cn.rlns.cn http://www.morning.bpknt.cn.gov.cn.bpknt.cn http://www.morning.bhrbr.cn.gov.cn.bhrbr.cn http://www.morning.rtryr.cn.gov.cn.rtryr.cn http://www.morning.webpapua.com.gov.cn.webpapua.com http://www.morning.leboju.com.gov.cn.leboju.com http://www.morning.dqbpf.cn.gov.cn.dqbpf.cn http://www.morning.mcfjq.cn.gov.cn.mcfjq.cn http://www.morning.ydnx.cn.gov.cn.ydnx.cn http://www.morning.spwm.cn.gov.cn.spwm.cn http://www.morning.wjxtq.cn.gov.cn.wjxtq.cn http://www.morning.wmqxt.cn.gov.cn.wmqxt.cn http://www.morning.ejknty.cn.gov.cn.ejknty.cn http://www.morning.rzmsl.cn.gov.cn.rzmsl.cn http://www.morning.thjqk.cn.gov.cn.thjqk.cn http://www.morning.gqnll.cn.gov.cn.gqnll.cn http://www.morning.qcztm.cn.gov.cn.qcztm.cn http://www.morning.nzhzt.cn.gov.cn.nzhzt.cn
