本文说明
项目所要实现的功能
- 采用轮询模式每隔0.5秒进行ADC采集
- 格式化输出采样值和电压值
- 在ADC转换过程中点亮LED灯
模数转换器（ADC）概述
ADC：Analog-to-Digital Converter
将时间和幅值连续的模拟量转化为时间和幅值离散的数字量
A/D转换一般要经过采样、保持、量化和编码4个过程
ADC性能指标
量程：指ADC所能输入模拟信号的类型和电压范围，即参考电压。信号类型包括单极性和双极性。
转换位数：量化过程中的量化位数n。 A/D转换后的输出结果用n位二进制数来表示。
【例】：10位ADC的输出值就是0～1023。
分辨率：ADC能够分辨的模拟信号最小变化量。计算公式是，分辨率 = 量程 / 2的n次方
【例】：量程为单极性0-5V，8位ADC的分辨率是，5 / 256 = 0.0195V
转换时间：ADC完成一次完整的A/D转换所需要的时间，包括采样、保持、量化、编码的全过程。
ADC数据采样的计算应用
有一个温度测控系统，已知温度传感器在0到100度之间为线性输出，参考电压为5V，采用8为的A/D转换器，0度的时候，测的电压为1.8伏，100度的时候，测的电压为4.3伏。
【问题1】：系统的分辨率是多少？
【问题2】：采集到数据10010001，表示多大电压？温度是多少？
由于温度是线性变化，先求得斜率k，得到温度和电压的关系表达式。
k = (100 – 0)/(4.3-1.8) = 40, y = 40*(x-1.8) (x为采样得到的电压)
由于采用的是8为ADC，参考电压为5V，所以分辨率为：
5 / 256 = 0.0195V = 19.5mV（最小能分辨的电压，分辨率）
0.0195 * 40 = 0.78度（最小能分辨的温度）
因为 10010001B = 91H = 145， 所以 0.0195 * 145 = 2.8275V
该电压信号对应的温度是：(2.83V – 1.8V) * 40 = 41.1摄氏度
HAL库中关于ADC的重要函数
共分为三种：轮询、中断和DMA三种模式
开启ADC函数
HAL_ADC_Start(&hadc1); //轮询模式开启ADC
HAL_ADC_Start_IT(&hadc1); //中断模式开启ADC
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1);//DMA模式开启ADC
关闭ADC函数
HAL_ADC_Stop(&hadc1); //轮询模式关闭ADC
HAL_ADC_Stop_IT(&hadc1); //中断模式关闭ADC
HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);//DMA模式关闭ADC
读取ADC转换值
HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
ADC校准函数（通常在ADC初始化之后加上该函数）
MX_ADC1_Init(); //ADC初始化
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);//AD校准
等待转换结束函数(用于轮询模式)
void HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50){//第二个参数为等待时间
//判断转化函数是否结束的条件语句
if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10) == HAL_OK){
/*User Code*/
}
}
ADC中断回调函数（用于中断模式，中断发生则进入该函数）
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(&hadc1){
if(hadc->Instance == ADC1){
/*User Code*/
}
}
STM32CubeMX配置ADC
时钟配置
在RCC中选择HSE，配置时钟树
需要注意的是为确保转化精确度，ADC的时钟不能超过14MHz
如图是ADC Prescaler(ADC预分频器，ADC模块的时钟来源)是12MHz
当然你配置的一旦超过14MHz，STM32CubeMX会报错
ADC配置
如图进行配置，ADC选择通道1，自动配置PA1，其他Setting用默认的即可
简单介绍一下有用的参数
Mode——Independent mode
即独立模式，每个ADC独立工作，好像就看到这一个选项。。。
Data Alignment (数据对齐方式)
一般选择右对齐，除非有特殊要求
Scan Conversion Mode( 扫描模式 )
用到多个通道会自动设置为ENABLE
Number OF Conversion(转换通道数)
用到几个通道就选几，默认自然是1
Continuous Conversion Mode(连续转换模式)
连续不连续的区别在于多个数据转化是全部转换完成再停止，还是转换一个停一下，等待下一个触发转化命令
Rank——Sampling Time(采用周期)，默认1.5个周期，不知道干嘛用
其他常规配置就不再赘述，可以看我之前的博客
生成代码即可
Keil代码编辑
由于只需要输出，不需要输入，所以就不用串口收发函数了
这里用printf()函数输出数据信息
/* printf重定向 */
int fputc(int ch ,FILE *f){
uint8_t temp[1] = {ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1, temp, 1, 2);
return ch;
}
由于经常使用，这里我们把它写入Keil的Template下，以便随时调用
新建一个模板，名为"printf"，然后编辑代码,如图所示
自定义转换函数
void ADC_TO_VOL()
{
HAL_ADC_Start(&hadc1);
LED_ON;
if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10) == HAL_OK)
{
ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}
printf("ADC 采样值: %d, 电压值: %.4fV \r\n",ADC_Value,ADC_Value*3.3f/4096);
LED_OFF;
}
注意用printf()函数时，要引入stdio.h文件
#include "stdio.h"
然后我们在main函数while循环里写入代码即可，如下所示
while (1)
{
ADC_TO_VOL();
HAL_Delay(500);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
写完了，编译运行生成hex文件即可
Proteus仿真
原理图如下
注意虚拟终端的连线方式，由于只要输出即可，所以我们只要将TX（PA9端口）连RXD
滑动变阻器如何找到？
在元件库里搜索"POT-HG"即可找到带数显的滑动变阻器，普通款就是"POT"
仿真结果
程序没问题
采样结果一直是0，不知道是为什么
但是把ADC线直接接电源上却能正常显示
就很奇怪，希望有人能解答一下，先感谢一下了，困扰好多天了
总结
- 学习了ADC的相关概念
- 学习与ADC相关的重要函数
- 轮询方式和中断方式其实就是阻塞式和非阻塞式，一个等待处理结束再写用户命令，另一个在中断回调函数写用户命令
- 本文展示了轮询方式，中断方法就不写了，挺简单的，有空再补
- 用具体的项目实现ADC采集，采集的电压其实也不精准
我是爱学习的诸葛铁锤，觉得有用的话点个赞哈，啾咪