STM32单片机中断与ADC集成指南：实现模拟信号采集，拓展系统功能

# 1. STM32单片机中断基础**

中断是一种硬件机制，当发生特定事件时，它会暂停当前正在执行的程序，并跳转到一个称为中断服务函数（ISR）的特定代码段。STM32单片机支持多种中断源，包括外部中断、定时器中断和ADC中断。

中断优先级决定了当多个中断同时发生时，哪个中断会被优先处理。STM32单片机提供了可配置的中断优先级，允许开发人员根据系统的需要对中断进行优先级排序。

中断服务函数是响应中断事件而执行的代码段。ISR必须快速且高效，因为它会中断正在运行的程序。ISR通常用于清除中断标志、读取中断源并执行必要的处理操作。

# 2. STM32单片机ADC基础**

**2.1 ADC原理与配置**

**2.1.1 ADC工作原理**

ADC（模数转换器）是一种将模拟信号（如电压、电流）转换为数字信号（二进制）的电子器件。STM32单片机内置ADC模块，可将模拟信号转换为数字信号，为单片机提供模拟信号处理能力。

ADC的工作原理如下：

- **采样：**ADC通过采样保持电路将模拟信号采样为一个电压值。
- **量化：**采样后的电压值被量化为一个数字值，即ADC码。
- **转换：**ADC码通过内部转换器转换为二进制数。

**2.1.2 ADC配置寄存器**

STM32单片机的ADC模块可以通过配置寄存器进行配置。主要配置寄存器包括：

- **ADC_CR1：**控制ADC的全局配置，如采样时间、转换模式等。
- **ADC_CR2：**控制ADC的触发源、中断使能等。
- **ADC_SMPR：**控制ADC通道的采样时间。
- **ADC_SQR1、ADC_SQR2、ADC_SQR3：**控制ADC通道的扫描顺序。

**2.2 ADC采样与转换**

**2.2.1 ADC采样时序**

ADC采样时序由ADC_CR1寄存器的采样时间位（ADC_SMPRx）决定。采样时间越长，ADC的采样精度越高，但转换速度越慢。

**2.2.2 ADC转换过程**

ADC转换过程如下：

// ADC转换函数
void ADC_Convert(void)
{
    // 启动ADC转换
    ADC1->CR2 |= ADC_CR2_SWSTART;

    // 等待转换完成
    while (!(ADC1->SR & ADC_SR_EOC));

    // 读取ADC转换结果
    uint16_t adc_value = ADC1->DR;
}

**代码逻辑分析：**

- `ADC_Convert()`函数启动ADC转换，并等待转换完成。
- `ADC1->CR2 |= ADC_CR2_SWSTART;`：启动ADC转换。
- `while (!(ADC1->SR & ADC_SR_EOC));`：等待转换完成。
- `uint16_t adc_value = ADC1->DR;`：读取ADC转换结果。

**参数说明：**

- `adc_value`：ADC转换结果，是一个16位无符号整数。

# 3. 中断与ADC集成

### 3.1 中断与ADC的关系

#### 3.1.1 ADC中断源

STM32单片机上的ADC外设提供了丰富的中断源，可以根据不同的需求进行中断配置。常用的ADC中断源包括：

- **ADC_EOC中断：**当ADC转换完成时触发该中断。
- **ADC_OVR中断：**当ADC转换结果溢出时触发该中断。
- **ADC_JEOC中断：**当ADC注入转换完成时触发该中断。
- **ADC_JOVR中断：**当ADC注入转换结果溢出时触发该中断。

#### 3.1.2 中断优先级设置

STM32单片机提供了可配置的中断优先级机制，允许用户根据需要设置不同中断的优先级。ADC中断的优先级可以通过寄存器NVIC_IPR进行设置。

### 3.2 中断服务函数编写

#### 3.2.1 中断服务函数结构

中断服务函数（ISR）是响应中断请求而执行的函数。ADC中断服务函数通常具有以下结构：

void ADC_IRQHandler(void)
{
  // 清除中断标志位
  ADC1->SR &= ~ADC_SR_EOC;

  // 读取ADC转换结果
  uint16_t adc_data = ADC1->DR;

  // 数据处理
  // ...

  // 恢复中断使能
  ADC1->CR1 |= ADC_CR1_EOCIE;
}

#### 3.2.2 ADC中断服务函数示例

以下是一个ADC中断服务函数示例，用于处理ADC转换完成中断：

void ADC_IRQHandler(void)
{
  // 清除中断标志位
  ADC1->SR &= ~ADC_SR_EOC;

  // 读取ADC转换结果
  uint16_t adc_data = ADC1->DR;

  // 数据处理
  // ...

  // 恢复中断使能
  ADC1->CR1 |= ADC_CR1_EOCIE;
}

**代码逻辑分析：**

- **ADC1->SR &= ~ADC_SR_EOC;：**清除ADC转换完成中断