STM32F103之ADC学习记录

1、问题

1）10位ADC的误差是多少？

首先要分清分辨率与精度的区别。

10cm的尺子，有100个等分刻度，则该尺子的分辨率为1mm。

但不能说这把尺子的精度是1mm。

在冬天，尺子会热胀冷缩，依然有100格刻度，每格刻度代表1mm，但每格刻度与真实的1mm是不同的，精度在变化。

实际上，10位的ADC将会把基准电压分成1024份，分辨率为：基准电压/1024。

2）ADC的采样频率是多少？

芯片开发手册上转换时间公式为：

例子中，采样频率为1MHz。

3）STM32F103这款芯片有多少个ADC采集通道？

芯片内有3个ADC控制器：ADC1、ADC2、ADC3，每个ADC控制器有16个通道，另外还有两个内部通道，一个测量内部温度，一个测量参考电压。

一个ADC控制器每个时刻只能测一个通道，测完可以切换到另一个通道。

4）ADC以什么为参考电压？

上述表格说明了参考正电压与参考负电压。

5）ADC测量电压的范围是多少？

ADC模块中有一个模拟看门狗，通过程序可以设置上下阈值。

（6）规则通道与注入通道

注入通道类似中断。

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11 模拟到数字转换器（ADC）

11.1 ADC介绍

12位ADC是逐次逼近的模数转换器。

芯片有18路测量通道。

其中16路可以单独测量信号，2路测量内部信号。

模数转换器可以应用在单一、连续、扫描以及不连续模式下。

ADC测量转换的结果存放在一个左对齐或右对齐的16位寄存器里。

当输入电压在用户定义的阈值外，模拟看门狗能够允许程序检测到。

ADC的输入时钟是由PCLK2时钟除以一个预分频系数得到的，

频率不能超过14MHz。

11.2 ADC主要特征

12位的精度。

在转换结束时，输入转换结束时，模拟看门狗事件时都会触发中断。

离散或连续模式。

扫描模式自动转换通道0到通道n。

自校准。

数据对齐与内部数据一致性。

通道到通道编程采样时间。

常规转换还是注入转换，都是外部触发选项。

不连续模式。

双重模式。

ADC的转换时间。

ADC供电范围：2.4 - 3.6V。

ADC电压输入范围：V_REF-  ≤ V_IN ≤ V_REF+ 。
在常规通道转换时，DMA请求产生。

注意：如果允许的话，V_REF-要与V_SSA绑定。

11.3 ADC功能描述

ADC模块图

注意：ADC3与ADC1和ADC2不同的触发条件。

11.3.1 ADC开关控制

可以通过在ADC_CR2寄存器中设置ADON位来启动ADC。

当ADON位第一次被置1的时候，它从电源关闭模式唤醒ADC。

在ADC上升时间后，ADON位被软件再一次置位后，转换开始。

转换可以被停止，并且清除ADON位后，ADC会进入关机模式。

11.3.2 ADC时钟

时钟控制器提供的ADCCLK时钟与PCLK2（APB2时钟）是同步的。

RCC控制器有一个专门用于ADC时钟的可编程预调器。

11.3.3 通道选择

有16个多路复用通道。

可以将转换组织在两个组中：常规和注入。

组由一系列转换组成，任何通道任何顺序都可以转换。

例如：可以用如下顺序进行转换：Ch3, Ch8, Ch2, Ch2, Ch0, Ch2, Ch2, Ch15。

常规组由最多16个转换组成。

常规通道和他们在转换次序的顺序必须在ADC_SQRx寄存器中设置。

常规组转换的总数必须在ADC_SQR1寄存器里设置L[3:0]位。

注入组由最多四个转换组成。

注入通道和它们在转换中的次序必须在ADC_JSQR寄存器中选择。

在注入组中转换的总数必须在ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位写。

如果在转换的过程中修改了ADC_SQRx或者ADC_JSAQR寄存器，

当前的转换会被重置，一个新的开始脉冲被发送给ADC，去转换新选择的组。

温度传感器内部通道

温度传感器与ADCx_IN16通道相连，并且内部参考电压V_REFINT与ADCx_IN17相连。

可以选择这两个内部通道，将其转换为注入通道或常规通道。

传感器和V_REFINT只能在主ADC1外设上使用。

11.3.4 单次转换模式

在单次转换模式下，ADC进行一次转换。

启动这种模式的条件：当CONT位是0，设置ADC_CR2寄存器的ADON位或者通过外部的触发。

一旦选定通道的转换完成：

如果是常规通道转换：

转换的数据就存储在16位的ADC_DR寄存器里。

结束转换标志位（EOC）会被设置。

如果EOCIE被设置了，会产生一个中断。

如果是注入通道转换：

转换的数据会被存储在16位的ADC_DRJ1寄存器内。

内部转换完成（JEOC）标志会被设置。

如果JEOCIE标志设置了，会产生一个中断。

然后ADC就会停止。

11.3.5 连续转换模式

在连续转换的模式下，ADC在一次转换完成后立即进行下一次转换。

这种模式可以由外部触发器启动，也可以通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位来启动，这些都是在CONT位为1的情况下。

在每一次转换后：

如果是常规通道转换：

转换的数据会被存储在16位的ADC_DR寄存器里。

转换结束（EOC）标志会被设置。

如果EOCIE被设置，会产生一个中断。

如果是注入通道转换：

转换数据会被存储在16位的ADC_DRJ1寄存器里。

注入转换结束（JEOC）标志会被设置。

如果JEOCIE位被设置，会产生一个中断。

11.3.6 时序图

在ADC进行精确转换之前需要一段稳定的时间（t_STAB）。

ADC开始转换后经历14个时钟周期，EOC标志位会被置位，

16位的ADC数据寄存器就包含了转换的结果。

11.3.7 模拟看门狗

如果模拟转换电压高于最高阈值或低于最低阈值，AWD模拟看门狗状态位会被设置。

这些阈值是可以通过编程改变的，在ADC_HTR和ADC_LTR寄存器里。

在ADC_CR1寄存器里通过使用AWDIE位可以使能中断。

阈值与ADC_CR2寄存器里的ALIGN位无关。

对比是在对齐之前完成的。

设置ADC_CR1寄存器可以使能一个或多个的看门狗通道。

11.3.8 扫描模式

该模式用于扫描一组模拟通道。

扫描模式可以通过设置ADC_CR1寄存器中的SCAN位来启动。

一旦这位被设置了，

11.3.9 注入通道管理

11.3.10 不连续模式

11.4 校准

11.5 数据转换

11.6 采样时间

11.7 以外触发的方式转换

11.8 DMA请求

11.9 双ADC模式

11.10 温度传感器

11.11 ADC中断

11.12 ADC寄存器