【STM32】STM32学习笔记-ADC模数转换器(21)

00. 目录

01. ADC简介

小容量产品是指闪存存储器容量在16K至32K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。

中容量产品是指闪存存储器容量在64K至128K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。

大容量产品是指闪存存储器容量在256K至512K字节之间的STM32F101xx和STM32F103xx微控制器。

互联型产品是指STM32F105xx和STM32F107xx微控制器。

12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连

续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。

模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。

ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。

• ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器

• ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁

• 12位逐次逼近型ADC，1us转换时间

• 输入电压范围：0 ~ 3.3V，转换结果范围：0 ~ 4095

• 18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源

• 规则组和注入组两个转换单元

• 模拟看门狗自动监测输入电压范围

• STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道

02. ADC主要特征

● 12位分辨率

● 转换结束、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断

● 单次和连续转换模式

● 从通道0到通道n的自动扫描模式

● 自校准

● 带内嵌数据一致性的数据对齐

● 采样间隔可以按通道分别编程

● 规则转换和注入转换均有外部触发选项

● 间断模式

● 双重模式(带2个或以上ADC的器件)

● ADC转换时间：
─ STM32F103xx增强型产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz为1.17μs)
─ STM32F101xx基本型产品：时钟为28MHz时为1μs(时钟为36MHz为1.55μs)
─ STM32F102xxUSB型产品：时钟为48MHz时为1.2μs
─ STM32F105xx和STM32F107xx产品：时钟为56MHz时为1μs(时钟为72MHz为1.17μs)

● ADC供电要求：2.4V到3.6V

● ADC输入范围：V _REF- ≤ VIN ≤ V_REF+

● 规则通道转换期间有DMA请求产生。

03. 逐次逼近型ADC

04. ADC功能描述

05. ADC基本结构

06. 输入通道

07. 转换模式

单次转换，非扫描模式

连续转换，非扫描模式

单次转换，扫描模式

连续转换，扫描模式

08. 触发控制

转换可以由外部事件触发(例如定时器捕获，EXTI线)。如果设置了EXTTRIG控制位，则外部事件就能够触发转换。EXTSEL[2:0]和JEXTSEL2:0]控制位允许应用程序选择8个可能的事件中的某一个，可以触发规则和注入组的采样。

注意： 当外部触发信号被选为 ADC 规则或注入转换时，只有它的上升沿可以启动转换。

09. 数据对齐

ADC_CR2寄存器中的ALIGN位选择转换后数据储存的对齐方式。数据可以左对齐或右对齐，如图29和图30所示。

注入组通道转换的数据值已经减去了在ADC_JOFRx寄存器中定义的偏移量，因此结果可以是一个负值。SEXT位是扩展的符号值。

对于规则组通道，不需减去偏移值，因此只有12个位有效。

10. 转换时间

AD转换的步骤：采样，保持，量化，编码

ADC使用若干个ADC_CLK周期对输入电压采样，采样周期数目可以通过ADC_SMPR1和ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2:0]位更改。每个通道可以分别用不同的时间采样。

总转换时间如下计算：
T _CONV = 采样时间+ 12.5个周期

例如：
当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5周期
T_CONV = 1.5 + 12.5 = 14周期 = 1μs

11. 校准

ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。在校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差。

通过设置ADC_CR2寄存器的CAL位启动校准。一旦校准结束，CAL位被硬件复位，可以开始正常转换。建议在上电时执行一次ADC校准。校准阶段结束后，校准码储存在ADC_DR中。

注意：

1 建议在每次上电后执行一次校准。
2 启动校准前， ADC 必须处于关电状态 (ADON=’0’) 超过至少两个 ADC 时钟周期。

12. 硬件电路

13. 附录

参考: 【STM32】江科大STM32学习笔记汇总