stm32F4 ADC基本介绍

　　一、stm32f4 ADC基本介绍
　　1. stm32F4 ADC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： VREF- 如果可用（取决于封装），则必须将其连接到 VSSA 。
　　2. 单个ADC框图
　　
　　3. ADC通道和引脚对应关系
　　
　　  从上图可以看出，stm32F4系列有三个ADC控制器（ADC1 / ADC2 / ADC3），每个控制器最多能控制16个通道，三个控制器一共支持24个通道（ADC1和ADC2的16个通道相同，ADC3红色标记的8个通道，16+8=24）。
　　注：其中144脚芯片因为带PF脚，所以多8个通道，为24个外部通道。小于144脚芯片只有16个外部通道。
　　4. ADC引脚
　　
　　  一般情况下，芯片VDD电压为3.3V，VSS接地，所以相对来说VDDA也为3.3V，VSSA也接地，模拟信号输入（ADCx_IN）不超过VDD3.3V.
　　二、stm32 ADC基本概念
　　1. 通道组
　　  16条复用通道将转换分为两组：规则转换和注入转换。每个组包含一个转换序列（RANK），
　　  该序列可按任意顺序在任意通道上完成。
　　① 规则通道组：
　　  相当正常运行的程序。最多16个通道。
　　  规则通道和它的转换顺序在 ADC_SQRx 寄存器中选择，规则组转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L［3:0］中
　　② 注入通道组：
　　  相当于中断。最多4个通道。
　　  注入组和它的转换顺序在 ADC_JSQR 寄存器中选择。注入组里转化的总数应写入ADC_JSQR寄存器的L［1:0］中
　　
　　2. ADC时钟
　　
　　  一般常用第一种时钟方案，但ADC的采样频率不能设置太高，否则会不准，STM32F4 ADC时钟是设为最大32MHz 、STM32F1 最大为 14MHz。
　　  因此，F1如果按照默认设置PCLK2为72MHz，则ADC时钟应为6分频或者8分频，F4如果按照默认设置PCLK2为84MHz，则ADC时钟应起码为4分频。
　　  ADC时钟通过 时钟配置寄存器（RCC_CFGR） 配置。
　　3. 采样时间
　　
　　4. 单次/连续转换模式
　　
　　5. 扫描模式
　　
　　三、ADC编程相关库函数
　　1. 初始化结构体
　　ADC中有两个初始化函数需要到初始化结构体，分别为
　　void ADC_CommonInit（ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct）*
　　这些参数用来配置ADC_CCR寄存器的相关参数
　　void ADC_Init（ADC_TypeDef ADCx， ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct）**
　　typedef struct
　　{
　　uint32_t ADC_Mode; /*！《 多重ADC模式选择 ADC_Mode_Independent @ref ADC_Common_mode */
　　uint32_t ADC_Prescaler; /*！《 ADC预分频（分频系数） ADC_Prescaler_Div4 @ref ADC_Prescaler */
　　uint32_t ADC_DMAAccessMode; /*！《 DMA访问模式（是否使用DMA） ADC_DMAAccessMode_Disabled @ref ADC_Direct_memory_access_mode_for_multi_mode */
　　uint32_t ADC_TwoSamplingDelay; /*！《 采样周期 （两个采样阶段之间延时）ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles
　　@ref ADC_delay_between_2_sampling_phases */
　　}ADC_CommonInitTypeDef;
　　typedef struct
　　{
　　uint32_t ADC_Resolution; /*！《 分辨率 ADC_Resolution_12b @ref ADC_resolution */
　　FunctionalState ADC_ScanConvMode; /*！《 选择单通道还是多通道 set to ENABLE or DISABLE 是否使用扫描模式，对应ADC_CR1位8：SCAN位 */
　　FunctionalState ADC_ContinuousConvMode; /*！《 选择是否连续转换 set to ENABLE or DISABLE.单次转换OR连续转换，对应ADC_CR2的位1：CONT */
　　uint32_t ADC_ExternalTrigConvEdge; /*！《 选择外部触发方式 ，对应ADC_CR2的位29:28，EXTEN，ADC_ExternalTrigConvEdge_None
　　@ref ADC_external_trigger_edge_for_regular_channels_conversion */
　　uint32_t ADC_ExternalTrigConv; /*！《 选择触发事件 ，对应ADC_CR2的位［19:17］ ：EXTSEL［2:0］，ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1
　　@ref ADC_extrenal_trigger_sources_for_regular_channels_conversion */
　　uint32_t ADC_DataAlign; /*！《 数据对齐方式 （左对齐/右对齐），对应ADC_CR2的位11：ALIGN，ADC_DataAlign_Right @ref ADC_data_align */
　　uint8_t ADC_NbrOfConversion; /*！《 规则通道序列长度，对应ADC_SQR1的位［23:20］： L［3:0］
　　This parameter must range from 1 to 16. */
　　}ADC_InitTypeDef;
　　四、ADC编程流程
　　以ADC1的通道5为例（PA5）
　　// 1. 开启PA口时钟和ADC1时钟，设置PA1为模拟输入。
　　RCC_AHB1PeriphClockCmd （RCC_AHB1Periph_GPIOA， ENABLE）;
　　RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_ADC1， ENABLE）;
　　GPIO_Init（。。.）;
　　// 2. 复位ADC1，同时设置ADC1分频因子。
　　ADC_DeInit（）;
　　// 3. 初始化ADC_CCR寄存器。
　　ADC_CommonInit（。。.）;
　　// 4. 初始化ADC1参数，设置ADC1的工作模式以及规则序列的相关信息。
　　ADC_Init（ADC_TypeDef* ADCx， ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct）；
　　// 5. 使能ADC
　　ADC_Cmd（ADC1， ENABLE）;
　　// 6. 配置规则通道参数，提高采样时间可以提高精确度
　　ADC_RegularChannelConfig（）;
　　// 7. 使能指定的ADC1的软件转换启动功能
　　ADC_SoftwareStartConv（ADC1）;
　　// 8. 等待转换完成，读取ADC值。
　　ADC_GetConversionValue（ADC1）;
　　注：
　　ADC_DeInit（） 等效于RCC_APB2PeriphResetCmd（RCC_APB2Periph_ADC， ENABLE） ；
　　RCC_APB2PeriphResetCmd（RCC_APB2Periph_ADC， DISABLE）;
　　可参考固件库函数。
　　步骤的前5步是ADC初始化（准备阶段），步骤6-8为ADC的实现（工作阶段）
　　如下为采集一次的例程：
　　/*
　　* 获得ADC值
　　* ch： @ref ADC_channels
　　* 通道值 0~16取值范围为：ADC_Channel_0~ADC_Channel_16
　　* 返回值：转换结果
　　*/
　　u16 Get_ADC_Value（u8 ch）
　　{
　　/* 设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间 */
　　ADC_RegularChannelConfig（ADC1， ch， 1， ADC_SampleTime_480Cycles ）; //ADC1，ADC通道，480个周期，提高采样时间可以提高精确度
　　ADC_SoftwareStartConv（ADC1）; //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
　　while（！ADC_GetFlagStatus（ADC1， ADC_FLAG_EOC ））; //等待转换结束
　　return ADC_GetConversionValue（ADC1）; //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
　　}