STM32F103RCT ADC配置详解：从寄存器到代码实战

STM32F103RCT ADC配置详解：从寄存器到代码实战

引用

51CTO

1.

https://blog.51cto.com/u_16213600/13591720

STM32F103RCT系列微控制器集成了3个12位ADC（模数转换器），支持18个通道，能够测量16个外部信号和2个内部信号源。本文将详细介绍如何使用STM32CubeMX配置ADC，并通过具体代码示例展示如何读取ADC值。

STM32F103RCT的ADC特性

STM32F103RCT有3个ADC，12位主逼近型模拟数字转换器，有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通道选择

STM32将ADC转换分成2个通道组：规则通道组相当于正常运行的程序；注入通道组相当于中断。程序初始化阶段设置好不同的转换组，系统运行中不用变更循环转换的配置，从而达到任务互不干扰和快速切换。

有16个多路通道。可以把转换组织成两组：规则组和注入组。在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。例如，可以如下顺序完成转换：通道3、通道8、通道2、通道2、通道0、通道2、通道2、通道15。

• 规则组由多达16个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择。
• 规则组中转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]位中。
• 注入组由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。
• 注入组里的转换总数目应写入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位中。

如果ADC_SQRx或ADC_JSQR寄存器在转换期间被更改，当前的转换被清除，一个新的启动脉冲将发送到ADC以转换新选择的组。

ADC1通道0采样外部电压值配置步骤

1. 开启PA口时钟，设置PA0为模拟输入

由数据手册(不是参考手册)可知，ADC123的通道0皆为PA0口。由参考手册可知，ADC引脚GPIO配置为模拟输入。

APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)
置1开启。清0关闭。
8-2位使能GPIO G-A

Eg：RCC->APB2ENR| = 1 << 2;　　//使能PORTA时钟
配置I/O口： 参见stm32寄存器版学习笔记01 GPIO口的配置。
Eg：GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;//PA0 anolog输入

2. 使能ADC1时钟，并设置分频因子

要使用ADC1，第一步使能ADC1时钟，之后进行一次ADC1复位。通过RCC_CFGR设置ADC1的分频因子。ADC1时钟不能超过14MHz。

APB2外设复位寄存器 (RCC_APB2RSTR)
时钟配置寄存器(RCC_CFGR)

Eg：RCC->APB2ENR|=1<<9; //ADC1时钟使能
RCC->APB2RSTR|=1<<9; //ADC1复位
RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//复位结束
RCC->CFGR&=~(3<<14); //分频因子清零

3. 设置ADC1的工作模式

设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式等。

ADC控制寄存器1(ADC_CR1)
ADC1->CR1&=0XF0FFFF; //工作模式清零
ADC1->CR1|=0<<16; //独立工作模式
ADC1->CR1&=~(1<<8); //非扫描模式

ADC控制寄存器2(ADC_CR2)
ADC1->CR2&=(1<<1); //单次转换模式
ADC1->CR2&=(7<<17);
ADC1->CR2|=7<<17; //软件控制转换
ADC1->CR2|=1<<20; //使用用外部触发(SWSTART)!!! 必须使用一个事件来触发
ADC1->CR2&=~(1<<11); //右对齐

4. 设置ADC1规则序列的相关信息

这里只有一个通道，并且单次转换，所以设置规则序列中通道数为1(ADC_SQR1[23：20]=0000)。设置通道0的采样周期。

ADC规则序列寄存器1(ADC_SQR1)
ADC采样时间寄存器2(ADC_SMPR2)

Eg：ADC1->SQR1&=~(0XF<<20);
ADC1->SQR1|=0<<20; //1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
//设置通道0的采样时间
ADC1->SMPR2&=~(7<<0); //通道0采样时间清空
ADC1->SMPR2|=7<<0; //通道0 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度

5. 开启A/D转换器并校准

复位校准和A/D校准(必须，不然结果不准)

Eg：ADC1->CR2|=1<<0; //开启AD转换器
ADC1->CR2|=1<<3; //使能复位校准
while(ADC1->CR2&1<<3); //等待校准结束
//该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。
ADC1->CR2|=1<<2; //开启AD校准
while(ADC1->CR2&1<<2); //等待校准结束
//该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除

6. 读取ADC值

设置规则序列1里面的通道(ADC_SQR3[4:0])。启动ADC转换。转换结束后读取ADC1_DR中值即可。

ADC规则序列寄存器3(ADC_SQR3)

ADC1通道0采样外部电压值应用

//初始化ADC
//这里我们仅以规则通道为例
//开启通道0                                                                   
void  Adc_Init_Ch0(void)
{    
    //先初始化IO口
    RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA口时钟 
    GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;//PA0 anolog输入
    //通道10/11设置             
    RCC->APB2ENR|=1<<9;    //ADC1时钟使能      
    RCC->APB2RSTR|=1<<9;   //ADC1复位
    RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//复位结束        
    RCC->CFGR&=~(3<<14);   //分频因子清零    
    //SYSCLK/DIV2=12M ADC时钟设置为12M,ADC最大时钟不能超过14M!
    //否则将导致ADC准确度下降! 
    RCC->CFGR|=2<<14;  
    ADC1->CR1&=0XF0FFFF;   //工作模式清零
    ADC1->CR1|=0<<16;      //独立工作模式  
    ADC1->CR1&=~(1<<8);    //非扫描模式    
    ADC1->CR2&=~(1<<1);    //单次转换模式
    ADC1->CR2&=~(7<<17);       
    ADC1->CR2|=7<<17;       //软件控制转换  
    ADC1->CR2|=1<<20;      //使用用外部触发(SWSTART)!!!    必须使用一个事件来触发
    ADC1->CR2&=~(1<<11);   //右对齐     
    ADC1->SQR1&=~(0XF<<20);
    ADC1->SQR1|=0<<20;     //1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1 
    //设置通道0的采样时间
    ADC1->SMPR2&=~(7<<0);  //通道0采样时间清空      
    ADC1->SMPR2|=7<<0;     //通道0  239.5周期,提高采样时间可以提高精确度     
    ADC1->CR2|=1<<0;       //开启AD转换器     
    ADC1->CR2|=1<<3;       //使能复位校准  
    while(ADC1->CR2&1<<3); //等待校准结束              
    //该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。          
    ADC1->CR2|=1<<2;        //开启AD校准       
    while(ADC1->CR2&1<<2);  //等待校准结束
    //该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除  
}

//获得ADC值
//ch:通道值 0~16
//返回值:转换结果
u16 Get_Adc(u8 ch)   
{
    //设置转换序列               
    ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;//规则序列1 通道ch
    ADC1->SQR3|=ch;                          
    ADC1->CR2|=1<<22;       //启动规则转换通道 
    while(!(ADC1->SR&1<<1));//等待转换结束            
    return ADC1->DR;        //返回adc值    
}

//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+=Get_Adc(ch);
        delay_ms(5);
    }
    return temp_val/times;
}  

主函数

int main(void)
{               
    u16 adcx;
    float temp;
    Stm32_Clock_Init(9);    //系统时钟设置
    uart_init(72,9600);         //串口初始化为9600
    delay_init(72);                //延时初始化 
    LCD_Init();                   //初始化LCD                  
    Adc_Init_Ch0();        //ADC初始化      
    POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 
    //显示提示信息
    POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
    LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"ADC_CH0_VAL:");          
    LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"ADC_CH0_VOL:0.000V");        
    while(1)
    {
        adcx=Get_Adc_Average(0,10);
        LCD_ShowxNum(156,130,adcx,4,16,0);//显示ADC的值
        temp=(float)adcx*(3.3/4096);    //4096为2的12次方 stm32内部ADC是12位的
        adcx=temp;
        LCD_ShowxNum(156,150,adcx,1,16,0);//显示电压值
        temp-=adcx;
        temp*=1000;
        LCD_ShowxNum(172,150,temp,3,16,0X80);
        LED0=!LED0;
        delay_ms(250);    
    }                                                
}

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