模拟 模拟/ 数字转换(ADC)

一,ADC介绍

12位ADC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。

1、1MHz转换速率、12位转换结果（2^12=4096 ）
          STM32F103系列：在56MHz时转换时间为：1μs

                                            在72MHz时转换时间为：1.17μs
2、转换范围：0～3.6V  （3.6v---->当你需要将采集的数据用电压来显示的话：设你采集的数据为：x[0~4095],此时的计算公式就为：(x / 4096) * 3.6））
3、ADC供电要求：2.4V～3.6 V
4、ADC输入范围：VREF-≤ VIN ≤VREF+

5.只有ADC1有DMA功能

二，ADC功能

1.当第一次设置ADON位时，它将ADC从断电状态下唤醒。
2.ADC上电延迟一段时间后(t STAB )，再次设置ADON位时开始进行转换.

通道选择

●  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

对于规则组与注入组的理解：

STM32的ADC可以对一组指定的通道，按照指定的顺序，逐个转换这组通道，转换结束后，再从头循环；这指定的通道组就称为规则组。但是实际应用中，有可能需要临时中断规则组的转换，对某些通道进行转换，这些需要中断规则组而进行转换的通道组，就称为注入组。

转换模式

1.单次转换模式

单次转换模式下，ADC只执行一次转换。该模式既可通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位(只
适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道)，这时CONT位为0。
一旦选择通道的转换完成：

● 如果一个规则通道被转换：
─  转换数据被储存在16位ADC_DR寄存器中
─  EOC(转换结束)标志被设置
─  如果设置了EOCIE，则产生中断。

● 如果一个注入通道被转换：
─  转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中
─  JEOC(注入转换结束)标志被设置
─  如果设置了JEOCIE位，则产生中断。

然后ADC停止。

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引用某帖：

手册说了每一个规则通道转换完毕都置位EOC，那就是每转换一个通道都可以进中断喽，那这样的话，咱还用啥DMA啊，直接中断吧，好吧。就这么办，程序写好了，跟踪调试发现，中断虽然进了，但是只有第二组数据。为什么不行呢，手册中讲的好好的，怎么就不行了呢，带着这个疑问，楼主开始了探索之旅
首先继续不用DMA，在主函数中采用以下语句读取ADC数据。
    

while (1)    {                if((ADC1->SR)&0x02)//读取判断EOC位                {                        adcx = ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果                        Filter_Table[ Filter_Tab_Count++ ] = adcx;                }    }

还是只有最后一组数据。好吧，那这样好了：
    

while (1)    {                adcx = ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果                Filter_Table[ Filter_Tab_Count++ ] = adcx;    }

终于凑效了，可以在跟踪的时候，在不同时间停下的时候读到第一组和第二组数据了，这是为什么呢，这说明第一通道也是在转换的，只是在转换完毕的时候没有置位EOC罢了，当然也就不能触发ADC中断了。

看来又被手册忽悠了，多个通道用中断的方式是不行的。

PS：手册中的一个规则通道应该指的是一个规则通道组。

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2.连续转换模式

在连续转换模式中，当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启
动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动，此时CONT位是1。

每个转换后：
● 如果一个规则通道被转换：
─  转换数据被储存在16位的ADC_DR寄存器中
─  EOC(转换结束)标志被设置
─  如果设置了EOCIE，则产生中断。

● 如果一个注入通道被转换：
─  转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中
─  JEOC(注入转换结束)标志被设置
─  如果设置了JEOCIE位，则产生中断。

转换模式的流程：

用ADC1，Regular通道的顺序为Ch0,Ch1,Ch2,Ch3，启动Scan模式

在单次转换模式下：
启动ADC1，则
1. 开始转换Ch0
2. 转换完成后自动开始转换Ch1
3. 转换完成后自动开始转换Ch2
4. 转换完成后自动开始转换Ch3
5. 转换完成后停止，等待ADC的下一次启动。下一次ADC启动从第一步开始

在连续转换模式下：
启动ADC1，则
1. 开始转换Ch0
2. 转换完成后自动开始转换Ch1
3. 转换完成后自动开始转换Ch2
4. 转换完成后自动开始转换Ch3
5. 转换完成后回到第一步
如果没启动Sacn模式则上述过程中没有2、3、4这三个步骤

3.时序图

如下图所示，ADC在开始精确转换前需要一个稳定时间t STAB 。在开始ADC转换和14个时钟周期
后，EOC标志被设置，16位ADC数据寄存器包含转换的结果。

4.扫描模式

EOC置位后DMA才来搬运数据，那么岂不是要丢好多数据！当然中文手册也讲了，以英文手册为准，既然有疑问，那咱翻翻英文手册好了

手册中讲到，在ADC_DR寄存器每次更新后，DMA才会搬运数据。总结：ADC在采用规则通道组采集的时候必须启用扫描模式，并且启用DMA传输支持。

5.注入通道管理

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ADC的规则通道和注入通道混合使用

之前完成了规则通道DMA的数据传输了，不过平时在使用ADC的时候可能就会遇到很多情况，不可能就这样简单的按规则通道来采样，DMA存储，使用数据的；可能有时候会需要立刻采样，那样我们就需要利用到注入通道了。文档关于注入通道的解释:

• 1      利用外部触发或通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位，启动一组规则通道的转换。
• 2      如果在规则通道转换期间产生一外部注入触发，当前转换被复位，注入通道序列被以单次扫描方式进行转换。
• 3      然后，恢复上次被中断的规则组通道转换。如果在注入转换期间产生一规则事件，注入转换不会被中断，但是规则序列将在注入序列结束后被执行。
  

将变阻器的那路ADC设置为注入通道：

        ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADC1, 1);\\设置注入通道长度

1. ADC_InjectedChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_10,1,ADC_SampleTime_7Cycles5);\\配置注入通道
   
2. ADC_SoftwareStartInjectedConvCmd(ADC1, ENABLE);\\开始注入通道数据采样和转换

复制代码

　 开始之后，延迟足够的时间，让ADC采样和转换完成。
     用ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1,ADC_InjectedChannel_1);读取注入通道1的数据，结果发现数据一直不变，那肯定是哪里设置出错了，找了下别人的设置，并做了一些尝试，发现了原来是设置的问题，注入采样的触发方式没有设置：

1. ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC1, ADC_ExternalTrigInjecConv_None);

复制代码

这个函数设置注入方式使用软件触发方式，设置完之后用开始采样和读取数据函数，就能采到正确的数据。

     上面的例子使用触发注入完成的，下面又尝试了自动注入。这样每次进行规则通道采样时，也会顺便把注入通道也进行采样了，而启动注入通道采样则不会对规则通道进行采样。
如果设置了 JAUTO 位，在规则组通道之后，注入组通道被自动转换。这可以用来转换在 ADC_SQRx 和 ADC_JSQR 寄存器中设置的多至 20 个转换序列。
          还有在规则通道使用DMA数据传输，且使用注入通道采样时，不知道会不会对数据有影响？
——查了下文档，只有在规则通道的转换结束时才产生 DMA 请求，并将转换的数据从 ADC_DR 寄存器传输到用户指定的目的地址，还有注入方式转换后数据存储到 ADC_DRJx寄存器和规则方式转换后数据存储在ADC_DR寄存器中。
　　在注入通道和规则通道的混合使用中，我花了不少时间去找正确的设置，问题是不知道哪些库函数是必要的，哪些是非必要的，后来对着例子尝试之后才知道。后面我还想了解下具体的寄存器设置，看了几个初始化的函数，发现其实很多设置都是对ADC_CR1的设置，有不少不明白的看了寄存器就知道了，看来函数的使用还是要和寄存器对应的位结合起来，这样才能理解的透彻点。
　　下面是我整个代码的设置，其他设置和上篇例子一样，只改了ADC设置：

1. static void Protect_AdcInit(void)
   
2. {
   
3.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   
4.     
   
5.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
   
6.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;
   
7.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
   
8.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//软件触发
   
9.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
   
10.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 2;//规则通道的数量
    
11.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//这个大部分是初始化规则通道的
    
12.     
    
13.     ADC_TampSensorVrefintCmd(ENABLE);//使能温度传感器和内部参考电压通道
    
14.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_TampSensor,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);
    
15.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_Vrefint,2,ADC_SampleTime_239Cycles5);
    
16.     
    
17.     ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADC1, 1);
    
18.      ADC_InjectedChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_10,1,ADC_SampleTime_7Cycles5);
    
19.     ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC1, ADC_ExternalTrigInjecConv_None);//设置规则通道软件触发
    
20.     /* Enable automatic injected conversion start after regular one */
    
21.   //  ADC_AutoInjectedConvCmd(ADC1, ENABLE);
    
22. 
    
23.     
    
24.     ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
    
25.     /* Enable ADC1 external trigger */
    
26.     ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC1, DISABLE);
    
27.     ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd(ADC1, DISABLE);
    
28. 
    
29.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    
30. 
    
31.     ADC_ResetCalibration(ADC1);
    
32. 
    
33.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    
34. 
    
35.     ADC_StartCalibration(ADC1);
    
36. 
    
37.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    
38. 
    
39. }

复制代码

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间断模式
规则组 
此模式通过设置ADC_CR1寄存器上的DISCEN位激活。它可以用来执行一个短序列的n次转换
(n<=8)，此转换是ADC_SQRx寄存器所选择的转换序列的一部分。数值n由ADC_CR1寄存器的
DISCNUM[2:0]位给出。
一个外部触发信号可以启动ADC_SQRx寄存器中描述的下一轮n次转换，直到此序列所有的转
换完成为止。总的序列长度由ADC_SQR1寄存器的L[3:0]定义。

举例：
n=3，被转换的通道 = 0、1、2、3、6、7、9、10
第一次触发：转换的序列为 0、1、2
第二次触发：转换的序列为 3、6、7
第三次触发：转换的序列为 9、10，并产生EOC事件
第四次触发：转换的序列 0、1、2

注意： 当以间断模式转换一个规则组时，转换序列结束后不自动从头开始。
当所有子组被转换完成，下一次触发启动第一个子组的转换。在上面的例子中，第四次触发重
新转换第一子组的通道 0 、 1 和 2 。
注入组 
此模式通过设置ADC_CR1寄存器的JDISCEN位激活。在一个外部触发事件后，该模式按通道
顺序逐个转换ADC_JSQR寄存器中选择的序列。
一个外部触发信号可以启动ADC_JSQR寄存器选择的下一个通道序列的转换，直到序列中所有
的转换完成为止。总的序列长度由ADC_JSQR寄存器的JL[1:0]位定义。

例子：
n=1，被转换的通道 = 1、2、3
第一次触发：通道1被转换
第二次触发：通道2被转换
第三次触发：通道3被转换，并且产生EOC和JEOC事件
第四次触发：通道1被转换

注意：

1.  当完成所有注入通道转换，下个触发启动第 1 个注入通道的转换。在上述例子中，第四个
触发重新转换第 1 个注入通道 1 。
2 . 不能同时使用自动注入和间断模式。

3  .必须避免同时为规则和注入组设置间断模式。间断模式只能作用于一组转换.

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可编程的通道采样时间 
ADC使用若干个ADC_CLK周期对输入电压采样，采样周期数目可以通过ADC_SMPR1和
ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2:0]位更改。每个通道可以分别用不同的时间采样。
总转换时间如下计算：
T CONV = 采样时间+ 12.5个周期

例如：
当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5周期
T CONV = 1.5 + 12.5 = 14周期 = 1μs

DMA 请求

只有 ADC1 和 ADC3 拥有 DMA 功能。由 ADC2 转化的数据可以通过双 ADC 模式，利用 ADC1 的
DMA 功能传输。

双ADC 模式

未完待续.......................................

剩余的部分可以去参考手册，双ADC的代码还没有整理，日后贴出............