stm32 AD模數轉換[操作寄存器+庫函數]

stm32f103最少有2個AD模數轉換器，每個ADC都有18個通道，可以測量16個外部和2個内部模拟量。最大轉換頻率為1Mhz，也就是轉換時間為1us（在 ADCCLK = 14Mhz,采樣周期為1.5個時鐘周期時）。最大時鐘超過14Mhz，将導緻ADC轉換準确度降低。stm32的ADC是12位精度的。   stm32的ADC轉換有兩種通道，規則通道和注入通道，注入通道可以搶占式地打斷規則通道的采樣，執行注入通道采樣後，再執行之前的規則通道采樣，和中斷類似。本例隻使用規則通道實作獨立模式的中斷采樣，這裡不再贅述兩種通道差別。   stm32的ADC可以由外部事件觸發(例如定時器捕獲，EXTI線)和軟體觸發(即在配置相關寄存器時，直接開啟采樣）。  

本例實作AD采樣PB0口，使用序列槽輸出PB0口電壓值。PB0口接變阻器以改變調整電壓。 效果如下：                                      ADValue = 1.39v                                      ADValue = 1.38v                                      ADValue = 1.40v                                      ADValue = 1.38v                                      ADValue = 1.39v  

直接操作寄存器   首先需要配置ADC的時鐘分頻值，在RCC->CFGR的[15:14]位：

• 00：PCLK2 2分頻後作為ADC時鐘         01：PCLK2 4分頻後作為ADC時鐘
• 10：PCLK2 6分頻後作為ADC時鐘         11：PCLK2 8分頻後作為ADC時鐘

設定各通道的采樣時間ADCx->SMPR,該寄存器給每個通道3位來選擇8種采樣周期：

• 000：1.5周期               100：41.5周期
• 001：7.5周期               101：55.5周期
• 010：13.5周期             110：71.5周期
• 011：28.5周期             111：239.5周期

采樣時間算法為: (采樣周期+12.5)/分頻後的時鐘   ADC采樣得到的隻是一個相對值，将 轉換值/4096*參考電壓 即可得到采樣電壓 這裡的4096是因為stm32的adc為12位精度，表示參考電壓時即為 2^12=4096   代碼如下：  （system.h 和 stm32f10x_it.h 等相關代碼參照  stm32 直接操作寄存器開發環境配置） User/main.c

01	#include <stm32f10x_lib.h>

02	#include "system.h"

03	#include "usart.h"

04	#include "adc.h"

05	#include "stdio.h"

06

07	#define LED1 PAout(4)

08	#define LED2 PAout(5)

09

10	#define VREF 3.3         //參考電壓

11	void Gpio_Init( void );

12

13	int main( void )

14

{

15	u16 ADValue;

16	float temp;

17

18	Rcc_Init(9);              //系統時鐘設定

19	Usart1_Init(72,9600);    //設定序列槽時鐘和波特率

20

21	Adc1_Init(8,7);    //使用8通道采樣，采樣時間系數為7（111），據手冊可得采樣時間為 (239.5+12.5)/12= 21 (us)

22	Gpio_Init();

23

24	while (1){

25

26	ADValue = Get_Adc(ADC_1,8);

27	temp = ( float )VREF*(ADValue/4096);      //ADC精度為12位精度，即達到 VREF電壓時為 2^12 = 4096

28

29	printf ( "\r\n ADValue = %.2fv\r\n" ,temp);

30

31	LED2 = !LED2;

32

33	delay(100000);    //延時100ms

34

35

}

36

}

37

38

39	void Gpio_Init( void )

40

{

41	RCC->APB2ENR|=1<<2;     //使能PORTA時鐘

42	RCC->APB2ENR|=1<<3;     //使能PORTB時鐘

43

44

45	GPIOA->CRL&=0xFF0FFFF0;

46	GPIOA->CRL|=0xFF3FFFF0;  // PA0設定為模拟輸入,PA4推挽輸出

47

48	GPIOB->CRL&=0xFFFFFFF0;

49	GPIOB->CRL|=0xFFFFFFF0;  // PB0設定為模拟輸入

50

51

52	//USART1 序列槽I/O設定

53

54	GPIOA -> CRH&=0xFFFFF00F;    //設定USART1 的Tx(PA.9)為第二功能推挽，50MHz；Rx(PA.10)為浮空輸入

55	GPIOA -> CRH|=0x000008B0;

56

}

Library/src/adc.c

01	#include <stm32f10x_lib.h>

02	#include "adc.h"

03

04

05	//ADC1采樣初始化

06

//獨立工作模式

07

//參數說明：

08	//          ADC_CH_x    選擇使用通道（0~17)，目前暫支援0~15通道

09	//          ADC_CH_SMP  設定采樣周期（0~7）

10

//采樣周期算法：

11

12	void Adc1_Init(u8 ADC_CH_x,u8 ADC_CH_SMP)

13

{

14	RCC -> APB2ENR |= 1<<9;         //開啟ADC1時鐘

15	RCC -> APB2RSTR |= 1<<9;        //複位ADC1

16	RCC -> APB2RSTR &= ~(1<<9);     //ADC1複位結束

17

18	RCC -> CFGR &= ~(3<<14);        //分頻因子清零

19	RCC -> CFGR |= 2<<14;           //設定分頻因數為2,PCLK2 6分頻後作為ADC時鐘

20

21	ADC1 -> CR1 &= 0xF0FFFF;      //工作模式清零

22	ADC1 ->  CR1 |= 0<<16;          //設定為獨立模式

23	ADC1 -> CR1 &= ~(1<<8);             //非掃描工作模式

24	ADC1 -> CR2 &= ~(1<<1);             //關閉連續轉換

25

26	ADC1 -> CR2 &= ~(7<<17);        //清除規則通道啟動事件

27	ADC1 -> CR2 |= 7<<17;           //設定規則通道啟動事件為軟體啟動（SWSTART）

28

29	ADC1 -> CR2 |= 1<<20;           //使用外部事件觸發 SWSTART

30	ADC1 -> CR2 &= ~(1<<11);        //設定對齊模式為右對齊

31

32	ADC1 -> SQR1 &= ~(0xF<<20);         //清零規則序列的數量

33	ADC1 -> SQR1 |= 15<<20;             //設定規則序列的數量為16

34

35	ADC1 -> SMPR2 &= 0x00000000;  //清零通道采樣時間

36	ADC1 -> SMPR1 &= 0xFF000000;

37

38	if (ADC_CH_x <= 9 ){

39	ADC1 -> SMPR2 |= 7<<(ADC_CH_x*3);           //設定通道x采樣時間，提高采樣時間可以提高采樣精度

40

}

41

42	if (ADC_CH_x > 9 ){

43	ADC1 -> SMPR1 |= 7<<((ADC_CH_x-10)*3);

44

}

45

46

47	ADC1 -> CR2 |= 1<<0;            //開啟AD轉換

48	ADC1 -> CR2 |= 1<<3;            //使能複位校準，由硬體清零

49	while ((ADC1 -> CR2)& (1<<3));   //等待校準結束

50	ADC1 -> CR2 |= 1<<2;            //開啟AD校準，由硬體清零

51	while ((ADC1 -> CR2)& (1<<2));   //等待校準結束

52

53

}

54

55	//取得數模轉換的值

56	//參數說明：（參數定義于adc.h）

57	//       ADC_x  （0~3）,選擇數模轉換器

58	//       ADC_CH_x    (0~15),選擇通道

59	u16 Get_Adc(u8 ADC_x,u8 ADC_CH_x)

60

{

61	u16 data = 0;

62

63	switch (ADC_x)

64

{

65	case 1 : {

66

67	ADC1 -> SQR3 &= 0xFFFFFFE0;           //清除通道選擇

68	ADC1 -> SQR3 |= ADC_CH_x;                 //選擇通道

69	ADC1 -> CR2  |= 1<<22;              //開啟AD轉換

70	while (!(ADC1 -> SR & 1<<1));            //等待轉換結束

71

72	data = ADC1->DR;

73

break ;

74

}

75	case 2 : { break ;}

76	case 3 : { break ;}

77

}

78

79	return data;

80

}

Library/inc/adc.h

1	#include <stm32f10x_lib.h>

2

3	#define  ADC_1 0x01

4	#define  ADC_2 0x02

5	#define  ADC_3 0x03

6

7	void Adc1_Init(u8 ADC_CH_x,u8 ADC_CH_SMP);

8	u16 Get_Adc(u8 ADC_x,u8 ADC_CH_x);

    庫函數操作   main.c view source print ?

001	#include "stm32f10x.h"

002	#include "stdio.h"

003

004

005	#define  PRINTF_ON  1

006	#define  VREF       3.3        // 參考電壓

007

008

009	void RCC_Configuration( void );

010	void GPIO_Configuration( void );

011	void USART_Configuration( void );

012	void ADC_Configuration( void );

013

014

015	int main( void )

016

{

017	float ADValue = 0.00;

018	u32 delayTime = 0;

019

020	RCC_Configuration();

021	GPIO_Configuration();

022	USART_Configuration();

023	ADC_Configuration();

024

025

while (1)

026

{

027	if (delayTime++ >=2000000)

028

{

029	delayTime = 0;

030	ADValue = VREF*ADC_GetConversionValue(ADC1)/0x0fff;

031	printf ( "\r\n ADValue = %.2fv\r\n" ,ADValue);

032

033

}

034

}

035

}

036

037

038	void GPIO_Configuration( void )

039

{

040	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

041	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 ;

042	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

043	GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

044

045

046	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

047	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

048	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

049	GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

050

051	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

052	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

053	GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

054

}

055

056	void ADC_Configuration( void )

057

{

058	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

059

060	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);    //配置ADC時鐘分頻

061

062	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

063	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

064	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

065	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

066	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

067	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;

068	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);

069

070	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_8,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);

071	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

072	ADC_ResetCalibration(ADC1);

073	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

074	ADC_StartCalibration(ADC1);

075	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

076	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);

077

078

079

}

080

081

082	void RCC_Configuration( void )

083

{

084

085	ErrorStatus HSEStartUpStatus;

086

087

088	RCC_DeInit();

089

090	RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

091

092	HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

093

094	if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)

095

{

096

097	RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

098

099	RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

100

101	RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

102

103	FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

104

105	FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

106

107	RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

108

109	RCC_PLLCmd(ENABLE);

110

111	while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

112

113	RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

114

115	while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

116

}

117

118	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

119

120	//RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE);

121

122

}

123

124

125	void USART_Configuration( void )

126

{

127	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

128	USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;

129

130	USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;

131	USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;

132	USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;

133	USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;

134	USART_ClockInit(USART1 , &USART_ClockInitStructure);

135

136	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

137	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

138	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

139	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

140	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

141	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;

142	USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);

143

144	USART_Cmd(USART1,ENABLE);

145

}

146

147

148	#if  PRINTF_ON

149

150	int fputc ( int ch, FILE *f)

151

{

152	USART_SendData(USART1,(u8) ch);

153	while (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);

154	return ch;

155

}

156

157

#endif