STM32单片机C语言ADC转换：ADC原理、配置和数据采集的稀缺知识

# 1. ADC基础

ADC（模数转换器）是将模拟信号转换为数字信号的电子器件。在STM32单片机中，ADC模块负责将模拟输入信号（如电压、电流）转换为数字值。

ADC的基本工作原理是通过比较模拟输入信号与内部参考电压，然后根据比较结果生成数字输出。ADC的转换精度由其分辨率决定，分辨率越高，转换精度越高。STM32单片机的ADC模块通常支持10位或12位分辨率。

# 2. ADC配置

### 2.1 ADC模式和通道选择

STM32单片机的ADC支持单次转换模式和连续转换模式。在单次转换模式下，ADC在触发后进行一次转换，然后进入空闲状态。在连续转换模式下，ADC在触发后会连续进行转换，直到被停止。

通道选择决定了ADC要转换的模拟信号源。STM32单片机有多个ADC通道，每个通道对应一个模拟输入引脚。用户可以通过软件配置要转换的通道。

**代码块：**

// 设置ADC模式为单次转换模式
ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_CONT;

// 设置ADC通道为通道1
ADC1->SQR3 &= ~ADC_SQR3_SQ1;
ADC1->SQR3 |= ADC_SQR3_SQ1_0;

**逻辑分析：**

* `ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_CONT`：清除 `ADC_CR2` 寄存器的 `CONT` 位，将 ADC 模式设置为单次转换模式。
* `ADC1->SQR3 &= ~ADC_SQR3_SQ1`：清除 `ADC_SQR3` 寄存器的 `SQ1` 位，将通道 1 设置为第一个要转换的通道。
* `ADC1->SQR3 |= ADC_SQR3_SQ1_0`：设置 `ADC_SQR3` 寄存器的 `SQ1` 位，将通道 1 设置为第一个要转换的通道。

### 2.2 采样时间和分辨率设置

采样时间决定了 ADC 转换的稳定性。采样时间越长，转换结果越稳定，但转换速度也会越慢。分辨率决定了 ADC 转换的精度。分辨率越高，转换结果越精确，但转换速度也会越慢。

**代码块：**

// 设置ADC采样时间为239.5个时钟周期
ADC1->SMPR2 |= ADC_SMPR2_SMP1_5;

// 设置ADC分辨率为12位
ADC1->CR1 &= ~ADC_CR1_RES;
ADC1->CR1 |= ADC_CR1_RES_1;

**逻辑分析：**

* `ADC1->SMPR2 |= ADC_SMPR2_SMP1_5`：设置 `ADC_SMPR2` 寄存器的 `SMP1` 位，将采样时间设置为 239.5 个时钟周期。
* `ADC1->CR1 &= ~ADC_CR1_RES`：清除 `ADC_CR1` 寄存器的 `RES` 位，将分辨率设置为 12 位。
* `ADC1->CR1 |= ADC_CR1_RES_1`：设置 `ADC_CR1` 寄存器的 `RES` 位，将分辨率设置为 12 位。

### 2.3 中断和DMA配置

中断和 DMA 可以提高 ADC 数据采集的效率。中断可以在 ADC 转换完成后触发，DMA 可以直接将 ADC 转换结果传输到内存中。

**代码块：**

// 启用ADC中断
ADC1->CR1 |= ADC_CR1_EOCIE;

// 配置DMA传输
DMA1_Channel1->CCR &= ~DMA_CCR_DIR;
DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_DIR_0;
DMA1_Channel1->CPAR = (uint32_t)&ADC1->DR;
DMA1_Channel1->CMAR = (uint32_t)dataBuffer;
DMA1_Channel1->CNDTR = bufferSize;
DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_EN;

**逻辑分析：**

* `ADC1->CR1 |= ADC_CR1_EOCIE`：设置 `ADC_CR1` 寄存器的 `EOCIE` 位，启用 ADC 中断。
* `DMA1_Channel1->CCR &= ~DMA_CCR_DIR`：清除 `DMA_CCR` 寄存器的 `DIR` 位，将 DMA 传输方向设置为从外设到内存。
* `DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_DIR_0`：设置 `DMA_CCR` 寄存器的 `DIR` 位，将 DMA 传输方向设置为从外设到内存。
* `DMA1_Channel1->CPAR = (uint32_t)&ADC1->DR`：设置 DMA 通道 1 的外设地址寄存器 (CPAR) 为 ADC 数据寄存器 (DR)。
* `DMA1_Channel1->CMAR = (uint32_t)dataBuffer`：设置 DMA 通道 1 的内存地址寄存器 (CMAR) 为数据缓冲区。
* `DMA1_Channel1->CNDTR = bufferSize`：设置 DMA 通道 1 的数据传输数量寄存器 (CNDTR) 为缓冲区大小。
* `DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_EN`：设置 DMA 通道 1 的控制寄存器 (CCR) 的 `EN` 位，启用 DMA 传输。

# 3.1 轮询方式数据采集

轮询方式是最简单的ADC数据采集方式，程序不断地轮询ADC寄存器，当转换完成标志位设置时，读取转换结果。这种方式的特点是简单易