STM32 ADC详解：硬件结构、工作模式与程序设计

"STM32 AD转换教程，涵盖了ADC的硬件结构、工作模式、中断、寄存器、库函数和程序设计。" STM32的模拟数字转换器(ADC)是其微控制器中的一个重要组成部分，用于将模拟信号转化为数字信号，以便微控制器能够处理。在STM32F103型号中，有两个12位ADC，即ADC1和ADC2，它们都是逐次逼近型转换器。ADC的输入时钟速度应不超过14MHz，由PCLK2时钟分频得到。 STM32F103的ADC提供了丰富的输入通道，多达18个，包括16个外部通道和2个内部信号源。这些通道对应于不同引脚，如PA0到PA7、PB0和PB1，以及PC0到PC5等。ADC的转换可以通过多种模式进行：单次模式、连续模式、扫描模式和间断模式，以适应不同的应用需求。 ADC的主要特征包括12位的分辨率，这意味着它可以提供高精度的转换结果。转换结束后，可以触发中断，如转换结束中断、注入转换结束中断和模拟看门狗事件。此外，STM32的ADC还支持自校准，数据可以左对齐或右对齐存储，并且采样间隔可以根据通道独立编程。外部触发选项使得转换可以根据外部事件启动，同时还有DMA请求用于规则通道转换期间的数据传输。 在工作模式方面，用户可以自由选择要转换的通道，可以是单个通道的单次转换，也可以是多个通道的连续或扫描转换。间断模式允许在特定条件下暂停和恢复转换。对于具有两个或更多ADC的设备，还可以启用双重模式，提高系统并行处理能力。 ADC转换时间与微控制器的时钟速度有关，例如在56MHz时钟下为1us，在72MHz时钟下为1.17us。ADC的工作电压范围为2.4V到3.6V，输入信号范围则需在参考电压VREF-和VREF+之间。 ADC寄存器是控制和配置ADC的关键，包括但不限于ADC控制和状态寄存器(ADC_CR1, ADC_CR2)，ADC样本时间寄存器(ADC_SMPR1, ADC_SMPR2)，以及ADC常规和注入通道寄存器等。这些寄存器用于设置转换模式、采样时间、触发源等参数。 STM32的ADC库函数则提供了一套方便的API，使得开发者可以轻松地初始化ADC、配置通道、启动转换、读取转换结果以及设置中断等功能。通过库函数，可以简化ADC操作，提高代码的可读性和可维护性。 在实际的ADC程序设计中，通常会包含初始化序列，比如配置时钟、选择ADC模式、设置通道、设定采样时间和触发源，然后在适当的时候启动转换。转换完成后，可能需要处理中断，读取并处理转换结果，这可能是通过轮询或中断服务程序完成的。程序设计还需要考虑到错误处理和性能优化。 理解STM32的ADC特性和操作方式是开发涉及模拟信号处理的应用的关键，无论是传感器数据采集、电源监控还是其他需要数字表示模拟信号的场合。通过深入学习ADC的工作原理和使用方法，可以更好地利用STM32微控制器的这一强大功能。