介紹

STM32F103ZET6 擁有12位ADC，是一種逐次逼近型模擬數字轉換器。

12bits ADC 代表了 ADC 的轉換精度。存在輸入參考電壓的情況下，ADC 將模擬信號經信號線輸入，進行模擬信號的采樣，再將采樣后的數字信號存放于數據寄存器中，以供軟件進行讀取（CPU或者DMA方式），存儲的數據是經過參考電壓比較后，按照12bits 進行換算得到。

ADC輸入范圍：Vref- ≤ Vin ≤ Vref+

ADC 時鐘

ADC 的輸入時鐘 ADCCLK 不能超過 14MHz（Datasheet規定）它是由PCLK2經分頻產生。

轉換模式

支持單次轉換和連續轉換，顧名思義，單次轉換就僅僅只進行一次轉換，然后就將值寫入數據寄存器，連續轉換時不間斷的進行ADC操作，并將值寫入到數據寄存器。

通道描述

ADC有兩組通道：規則通道組和注入通道組。

規則通道組：相當于你正常運行的程序。

注入通道組：就相當于中斷。在你程序正常執行的時候，中斷是可以打斷你的執行的。同這個類似，注入通道的轉換可以打斷規則通道的轉換， 在注入通道被轉換完成之后，規則通道才得以繼續轉換。 

也就是說，注入通道可以來打斷當前正在進行的規則的 ADC 數據轉換，暫時理解成為優先級的概念即可。

● 規則通道組：由多達16個轉換組成。規則通道和它們的轉換順序在ADC_SQRx寄存器中選擇。規則組中轉換的總數應寫入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]位中。 

● 注入通道組：由多達4個轉換組成。注入通道和它們的轉換順序在ADC_JSQR寄存器中選擇。注入組里的轉換總數目應寫入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位中。 

也就是說，在規則通道組，支持 16 路模擬信號同時輸入，并進行這些通道的模擬信號轉數字信號的采樣，注入通道也是一樣。

中斷描述

● 如果一個規則通道被轉換：

─  轉換數據被儲存在16位ADC_DR寄存器中

─  EOC(轉換結束)標志被設置

─  如果設置了EOCIE，則產生中斷。

● 如果一個注入通道被轉換：

─  轉換數據被儲存在16位的ADC_DRJ1寄存器中

─  JEOC(注入轉換結束)標志被設置

─  如果設置了JEOCIE位，則產生中斷。

通道掃描

此模式用來掃描一組模擬通道。

掃描模式可通過設置 ADC_CR1 寄存器的 SCAN 位來選擇。一旦這個位被設置，ADC 掃描所有被 ADC_SQRX 寄存器(對規則通道)或 ADC_JSQR (對注入通道)選中的所有通道。在每個組的每個通道上執行單次轉換。在每個轉換結束時，同一組的下一個通道被自動轉換。如果設置了CONT位，轉換不會在選擇組的最后一個通道上停止，而是再次從選擇組的第一個通道繼續轉換。

如果設置了DMA位，在每次EOC后，DMA控制器把規則組通道的轉換數據傳輸到SRAM中。而注入通道轉換的數據總是存儲在ADC_JDRx寄存器中

校準

ADC有一個內置自校準模式。校準可大幅減小因內部電容器組的變化而造成的準精度誤差。在校準期間，在每個電容器上都會計算出一個誤差修正碼(數字值)，這個碼用于消除在隨后的轉換中每個電容器上產生的誤差。

建議在每次上電后執行一次校準。

啟動校準前， ADC 必須處于關電狀態 (ADON=’0’) 超過至少兩個 ADC 時鐘周期。

采樣時間

ADC 的轉換時間不僅僅和 ADC 的時鐘有關，還和采樣時間有關，ADC使用若干個ADC_CLK周期對輸入電壓采樣，采樣周期數目可以通過 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 寄存器中的SMP[2:0]位更改。每個通道可以分別用不同的時間采樣。

ADC  的轉換時間的計算公式是：Tconv = 采樣時間+ 12.5個周期

例如：當ADCCLK=14MHz，采樣時間為1.5周期，Tconv = 1.5 + 12.5 = 14周期 = 1μs

環境描述

參考電壓中，單板上Vref-直接接到了 GND，Vref+接到了Vcc 3.3V。

單板上，使用分壓電阻進行模擬輸入，電阻可調，并使用 PC1 端口進行輸入

配置過程

配置過程分為三段：

● GPIO 口的配置

● DMA 的配置

● ADC 的配置

GPIO 口的配置

static void SK_ADC1GPIOInit(void)

{

    GPIO_InitTypeDef stGpioInit;

    /* Enable ADC1 and GPIOC clock */

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

    /* Configure PC.01  as analog input */

    stGpioInit.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;

    stGpioInit.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

    GPIO_Init(GPIOC, &stGpioInit);

}

DMA 的配置

DMA配置，使用了 DMA1 通道，故配置 DMA1 的相關寄存器：

1. 開啟 DMA1 時鐘

2. 復位 DMA1

3. 配置外設地址和數據傳送的內存地址

4. 數據傳送方向為外設-->內存

5. 數據傳送大小為 1 個（half word，16bit）

6. 關閉內存和外設地址增長

7. 配置內存數據和外設數據寬度為 16bit

8. 配置循環模式

9. 配置優先級，同時禁用mem2mem

static void SK_ADC1DMAInit(void)

{

    DMA_InitTypeDef stDMA_Init;

    /* Enable DMA clock */

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

    /* DMA channel1 configuration */

    DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

    stDMA_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

    stDMA_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_ConvertedValue;

    stDMA_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

    stDMA_Init.DMA_BufferSize = 1;

    stDMA_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

    stDMA_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;

    stDMA_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

    stDMA_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

    stDMA_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

    stDMA_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

    stDMA_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

    DMA_Init(DMA1_Channel1, &stDMA_Init);

    /* Enable DMA channel1 */

    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

}

ADC 的配置

由于測試的應用場景較為簡單，很多用法都用不到，故在配置的時候，就沒有使能：

比如模擬看門狗，注入轉換，雙 ADC 等等，這里只使用了最簡單的單通道的 ADC

配置流程如下：

1. 首先配置 ADC 時鐘，由于 ADC 的時鐘最大支持 14MHz，系統主頻為 72MHz，分給  PCLK2 也為 72MHz，而 ADC 的分頻器支持的分頻系數僅為：2/4/6/8，暫時設置成為 8 分頻，即 72/8 = 9MHz

2. 配置 ADC 為獨立模式（雙模式選擇中配置）

3. 關閉 SCAN 模式（多路 ADC 使用到，單路就暫時不用）

4. 開啟連續轉換模式

5. 關閉外部觸發，由軟件獨立觸發

6. 數據右對齊

7. 轉換通道數目為 1個規則通道

由于這里沒有使用到注入通道和外部觸發，所以少配置很多寄存器。

8. 配置 ADC 1的 Ch11 的采樣時間和規則采樣的通道數目

9. 開啟 ADC1 的 DMA

10. 開啟并喚醒 ADC1

11. 初始化校準寄存器并進行 ADC1 的校準

void SK_ADC1Init(void)

{

    ADC_InitTypeDef stADC_Init;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

    /// Step 1 : Configure I/O Pin First

    SK_ADC1GPIOInit();

    /// Step 2 : Configure DMA

    SK_ADC1DMAInit();

    /// Step 3 : PCLK2 div in 8, ADC CLK => 9Mhz

    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

    /// Step 4 : Configure Basic function of ADC1

    stADC_Init.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

    stADC_Init.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

    stADC_Init.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

    stADC_Init.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

    stADC_Init.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    stADC_Init.ADC_NbrOfChannel = 1;

    ADC_Init(ADC1, &stADC_Init);

    /// Step 5 : Configure Ch11 sample rate

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_11, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

    /// Step 6 : Enable ADC1 DMA

    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

    /// Step 7 : Enable ADC1

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

    /// Step 8 : Reset Calibration Register

    ADC_ResetCalibration(ADC1);

    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

    /// Step 9 : Start Calibration

    ADC_StartCalibration(ADC1);

    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

    /// Step 10 : Software trigger ADC1

    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

}

最后別忘了，12 bit 精度對應的是 4096 的顆粒度，即，將得到的數字劃分成為 4096 份，轉換成為電壓的話，就是：

(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3