STM32F103+CubeMX+ADC采集直流

前言

本文主要讲解如何使用单片机的内部ADC去采集直流量。需要对ADC和cubemx有一定的使用经历。

所需工具：

开发板:STM32F103C8T6
STM32CubeMX
IDE: Keil-MDK

ADC简介

ADC(Analog-to-Digital Converter)，即模拟-数字转换器，可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，进而使用数字电路进行处理，称之为数字信号处理。

STM32F103C8T6拥有2个内部ADC，分辨位数12位。单个ADC采样率最高可以达到1M，双ADC交错模式下可以达到2M。每个ADC共用多达16路通道。在电赛中，一般一个ADC开一个通道，两个通道的采样可以应对大部分的问题。一般开发板的内部ADC可以测量0-3.3V。

工程建立

时钟配置

配置ADC

使能ADC

可以从图中看出，ADC的通道0引脚是PA0。

下面的配置默认即可。目前不涉及他们的使用。每个选项的具体含义如下，后面用到后，会过来方便查找。

ADCs_Common_Settings：
- Independent mod 独立 ADC 模式，当使用一个 ADC 时是独立模式，使用两个 ADC 时是双模式。
ADC_Settings
- Data Alignment：
  Right alignment 转换结果数据右对齐，一般我们选择右对齐模式。
  Left alignment 转换结果数据左对齐。
- Scan Conversion Mode：
  Disabled 禁止扫描模式。如果是单通道 AD 转换使用 DISABLE。
  Enabled 开启扫描模式。如果是多通道 AD 转换使用 ENABLE。
- Continuous Conversion Mode：
  Disabled 单次转换。转换一次后停止需要手动控制才重新启动转换。
  Enabled 自动连续转换。
- DiscontinuousConvMode：
  Disabled 禁止间断模式。这个在需要考虑功耗问题的产品中很有必要，也就是在某个事件触发下，开启转换。
  Enabled 开启间断模式。
ADC_Regular_ConversionMode：
- Enable Regular Conversions 是否使能规则转换。
- Number Of Conversion ADC转换通道数目，有几个写几个就行。
- External Trigger Conversion Source 外部触发选择。这个有多个选择，支持定时器和软件触发。
Rank
- Channel ADC转换通道
- Sampling Time 采样周期选择，采样周期越短，ADC 转换数据输出周期就越短但数据精度也越低，采样周期越长，ADC 转换数据输出周期就越长同时数据精度越高。
ADC_Injected_ConversionMode：
- Enable Injected Conversions 是否使能注入转换。注入通道只有在规则通道存在时才会出现。目前用不到。
WatchDog：
Enable Analog WatchDog Mode 是否使能模拟看门狗中断。当被 ADC 转换的模拟电压低于低阈值或者高于高阈值时，就会产生中断。

时钟树报错

没有碰到可以忽略

点开时钟树可以看到是ADC的时钟配置不对，产生这个的原因是我们最一开始配置时钟时，ADC的时钟没有开启。当开启ADC后，时钟分频过后ADC的时钟超过14M（这个14M上限可以在STM32中文参考手册里查到）。

我们这里只需要更改分频系数即可，把4改成6或者8就可以。

时钟树报错

改正后的时钟树

配置串口

代码生成

命名工程，指明位置

代码编写

首先配置串口重定向

#include <stdio.h>

int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

在mian.c里面包含stdio.h头文件，mian.c里面就可以printf了。

#include <stdio.h>

先定义一个无符号16位变量

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t ADC_Value; //定义一个变量，存放ADC返回的值
/* USER CODE END PV */

接着书写单次采集程序

  HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);   //ADC校准
  HAL_ADC_Start(&hadc1);                 //启动ADC转换
  HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); //等待ADC1转换完毕，这里最多等待50ms
  ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);  //获取ADC的值，结果存放在ADC_Value里面
  printf("ADC value is %d\n", ADC_Value);
  printf("ADC actural value is %.2f\n", ADC_Value * 3.3 / 4095);