stm32f103最少有2个AD模数转换器.docx

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stm32f103最少有2个AD模数转换器

 STM32 ADC 采样 频率的确定

   （4）16.7 可编程的通道采样时间

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]位而更改。

每个通道可以以

不同的时间采样。

总转换时间如下计算：

TCONV = 采样时间+12.5 个周期

例如：

当ADCCLK=14MHz 和1.5 周期的采样时间

TCONV = 1.5+12.5=14 周期 =1μs

SMPx[2:

0]：

选择通道x的采样时间

这些位用于独立地选择每个通道的采样时间。

在采样周期中通道选择位必须保持不变。

000：

1.5周期 100：

41.5周期

001：

7.5周期 101：

55.5周期

010：

13.5周期 110：

71.5周期

011：

28.5周期 111：

239.5周期

注：

–ADC1的模拟输入通道16和通道17在芯片内部分别连到了温度传感器和VREFINT。

–ADC2的模拟输入通道16和通道17在芯片内部连到了VSS。

2.     具体分析如下：

（1）我们的输入信号是50Hz （周期为20ms），初步定为1周期200个采样点，（注：

一周期最少采20个点，即采样率最少为1k），每2个采样点间隔为 20ms/200=100us

ADC可编程的通道采样时间我们选最小的 1.5 周期，则 ADC采样周期一周期大小为

100us/1.5=66us 。

 ADC 时钟频率为 1/66us=15KHz。

  ADC可编程的通道采样时间我们选71.5 周期，则 ADC采样周期一周期大小为

（100us/71.5）。

 ADC 时钟频率为 7.15MHz。

（2）接下来我们要确定系统时钟：

我们用的是 8M Hz 的外部晶振做时钟源（HSE），估计得经过 PLL倍频 PLL 倍频系数分别为2的整数倍，最大72MHz。

为了提高数据计算效率，我们把系统时钟定为72MHz，（PLL9倍频）。

则 PCLK2=72MHz,PCLK1=36MHz；

我们通过设置时钟配置寄存器（RCC_CFGR） 中 有 为ADC 时钟提供一个专用的可编程预分器，将PCLK28 分频后作为ADC 的时钟，则可知ADC 时钟频率为 9MHz

        从手册可知：

 ADC 转换时间：

STM32F103xx 增强型产品：

ADC 时钟为56MHz 时为1μs（ADC 时钟为72MHz 为1.17μs）

 （3）由以上分析可知：

不太对应，我们重新对以上中内容调整，提出如下两套方案：

方案一：

我们的输入信号是50Hz （周期为20ms），初步定为1周期2500个采样点，（注：

一周期最少采20个点，即采样率最少为1k），每2个采样点间隔为 20ms/2500=8us

ADC可编程的通道采样时间我们选71.5 周期，则 ADC采样周期一周期大小为

8us/71.5 。

 ADC 时钟频率约为 9MHz。

将PCLK2 8 分频后作为ADC 的时钟，则可知ADC 时钟频率为 9MHz

方案二：

我们的输入信号是50Hz （周期为20ms），初步定为1周期1000个采样点，（注：

一周期最少采20个点，即采样率最少为1k），每2个采样点间隔为 20ms/1000=20us

ADC可编程的通道采样时间我们选239.5周期，则 ADC采样周期一周期大小为

20us/239.5 。

 ADC 时钟频率约为 12MHz。

将PCLK26 分频后作为ADC 的时钟，则可知ADC 时钟频率为 12MHz

stm32f103最少有2个AD模数转换器，每个ADC都有18个通道，可以测量16个外部和2个内部模拟量。

最大转换频率为1Mhz，也就是转换时间为1us（在ADCCLK=14Mhz,采样周期为1.5个时钟周期时）。

最大时钟超过14Mhz，将导致ADC转换准确度降低。

stm32的ADC是12位精度的。

stm32的ADC转换有两种通道，规则通道和注入通道，注入通道可以抢占式地打断规则通道的采样，执行注入通道采样后，再执行之前的规则通道采样，和中断类似。

本例只使用规则通道实现独立模式的中断采样，这里不再赘述两种通道区别。

stm32的ADC可以由外部事件触发（例如定时器捕获，EXTI线）和软件触发（即在配置相关寄存器时，直接开启采样）。

STM32的ADC在单次转换模式下，只执行一次转换，该模式可以通过ADC_CR2寄存器的ADON位（只适用于规则通道）启动，也可以通过外部触发启动（适用于规则通道和注入通道），这是CONT位为0。

以规则通道为例，一旦所选择的通道转换完成，转换结果将被存在ADC_DR寄存器，EOC（转换结束）标志将被置位，如果设置了EOCIE，则会产生中断。

然后ADC将停止，直到下次启动。

寄存器简介

ADC控制寄存器（ADC_CR1和ADC_CR2）

ADC_CR1的SCAN位，该位用于设置扫描模式，由软件设置和清除，如果设置为1，则使用扫描模式，如果为0，则关闭扫描模式。

在扫描模式下，由ADC_SQRx或ADC_JSQRx寄存器选中的通道被转换。

如果设置了EOCIE或JEOCIE，只在最后一个通道转换完毕后才会产生EOC或JEOC中断。

ADC_CR1[19:

16]用于设置ADC的操作模式

ADC_CR2

ADCON 位用于开关AD转换器。

而CONT位用于设置是否进行连续转换，我们使用单次转换，所以CONT位必须为0。

CAL和RSTCAL用于AD校准。

ALIGN用于设置数据对齐，我们使用右对齐，该位设置为0 。

EXTSEL[2:

0]用于选择启动规则转换组转换的外部事件，详细的设置关系如下：

这里使用的是软件触发（SWSTART），所以设置这3个位为111。

ADC_CR2的SWSTART位用于开始规则通道的转换，我们每次转换（单次转换模式下）都需要向该位写1。

AWDEN为用于使能温度传感器和Vrefint。

ADC采样事件寄存器（ADC_SMPR1和ADC_SMPR2）

这两个寄存器用于设置通道0~17的采样时间，每个通道占用3个位。

ADC_SMPR2的各位描述如下

对于每个要转换的通道，采样时间建议尽量长一点，以获得较高的准确度，但是这样会降低ADC的转换速率。

ADC的转换时间可以由下式计算：

Tcovn=采样时间+12.5个周期

其中：

Tcovn为总转换时间，采样时间是根据每个通道的SMP位的设置来决定的。

例如，当ADCCLK=14Mhz的时候，并设置1.5个周期的采样时间，则得到:

Tcovn=1.5+12.5=14个周期=1us。

ADC规则序列寄存器（ADC_SQR1~3）

L[3：

0]用于存储规则序列的长度，我们这里只用了1个，所以设置这几个位的值为0。

其他的SQ13~16则存储了规则序列中第13~16个通道的编号（0~17）。

另外两个规则序列寄存器同ADC_SQR1大同小异，我们这里就不再介绍了，要说明一点的是：

我们选择的是单次转换，所以只有一个通道在规则序列里面，这个序列就是SQ0，通过ADC_SQR3的最低5位设置。

ADC规则数据寄存器（ADC_DR）

这里要提醒一点的是，该寄存器的数据可以通过ADC_CR2的ALIGN位设置左对齐还是右对齐。

在读取数据的时候要注意。

ADC状态寄存器（ADC_SR）

这里我们要用到的是EOC位，我们通过判断该位来决定是否此次规则通道的AD转换已经完成，如果完成我们就从ADC_DR中读取转换结果，否则等待转换完成。

寄存器操作步骤

1、开启PA口时钟，设置PA0为模拟输入。

STM32F103RBT6的ADC通道0在PA0上，所以，我们先要使能PORTA的时钟，然后设置PA0为模拟输入。

2、使能ADC1时钟，并设置分频因子。

要使用ADC1，第一步就是要使能ADC1的时钟，在使能完时钟之后，进行一次ADC1的复位。

接着我们就可以通过RCC_CFGR设置ADC1的分频因子。

分频因子要确保ADC1的时钟（ADCCLK）不要超过14Mhz。

3、设置ADC1的工作模式。

在设置完分频因子之后，我们就可以开始ADC1的模式配置了，设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式等都在这一步实现。

4、设置ADC1规则序列的相关信息。

接下来我们要设置规则序列的相关信息，我们这里只有一个通道，并且是单次转换的，所以设置规则序列中通道数为1，然后设置通道0的采样周期。

5、开启AD转换器，并校准。

在设置完了以上信息后，我们就开启AD转换器，执行复位校准和AD校准，注意这两步是必须的！

不校准将导致结果很不准确。

6）读取ADC值。

在上面的校准完成之后，ADC就算准备好了。

接下来我们要做的就是设置规则序列0里面的通道，然后启动ADC转换。

在转换结束后，读取ADC1_DR里面的值就是了。

硬件设置：

我们通过ADC1的通道0（PA0）来读取外部电压值。

注意：

这里不能接到板上5V电源上去测试，这可能会烧坏ADC!

程序设计

ADC采样得到的只是一个相对值，将转换值/4096*参考电压即可得到采样电压这里的4096是因为stm32的adc为12位精度，表示参考电压时即为2^12=4096

MAIN.C

1

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3

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6

7

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12

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42

43

44

45

#include

#include"sys.h"

#include"usart.h"     

#include"delay.h" 

#include"led.h"

#include"key.h"

#include"exti.h"

#include"wdg.h"

#include"timer.h"

#include"lcd.h"      

#include"rtc.h"

#include"wkup.h"

#include"adc.h"

//ADC实验

intmain（void）

{      

    u16adcx;

    floattemp;

    Stm32_Clock_Init（9）;//系统时钟设置

    delay_init（72）;    //延时初始化

    uart_init（72,9600）;//串口1初始化  

    led_init（）;

    LCD_Init（）;    

    Adc_Init（）;

    POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色

    LCD_ShowString（60,110,"ADCTEST"）; 

    //显示提示信息

    POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色

    LCD_ShowString（60,130,"ADC_CH0_VAL:

"）;       

    LCD_ShowString（60,150,"ADC_CH0_VOL:

0.000V"）;         

    while

（1）

    {

        adcx=Get_Adc（ADC_CH0）;

        LCD_ShowNum（156,130,adcx,4,16）;//显示ADC的值

        temp=（float）adcx*（3.3/4096）;

        adcx=temp;

        LCD_ShowNum（156,150,adcx,1,16）;//显示电压值

        temp-=adcx;

        temp*=1000;

        LCD_ShowNum（172,150,temp,3,16）;

        LED0=!

LED0;

        delay_ms（250）;

    }

}

ADC.C

1

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50

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53

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55

56

#include

#include"adc.h"

//ADC驱动代码                

//初始化ADC

//这里我们仅以规则通道为例

//我们默认将开启通道0~3                                                                    

void Adc_Init（void）

{   

    //先初始化IO口

    RCC->APB2ENR|=1<<2;   //使能PORTA口时钟

    GPIOA->CRL&=0XFFFF0000;//PA0123anolog输入

    //通道10/11设置         

    RCC->APB2ENR|=1<<9;   //ADC1时钟使能   

    RCC->APB2RSTR|=1<<9;  //ADC1复位

    RCC->APB2RSTR&=~（1<<9）;//复位结束     

    RCC->CFGR&=~（3<<14）;  //分频因子清零   

    //SYSCLK/DIV2=12MADC时钟设置为12M,ADC最大时钟不能超过14M!

    //否则将导致ADC准确度下降!

    RCC->CFGR|=2<<14;          

    ADC1->CR1&=0XF0FFFF;  //工作模式清零

    ADC1->CR1|=0<<16;     //独立工作模式 

    ADC1->CR1&=~（1<<8）;   //非扫描模式  

    ADC1->CR2&=~（1<<1）;   //单次转换模式

    ADC1->CR2&=~（7<<17）;     

    ADC1->CR2|=7<<17;    //软件控制转换 

    ADC1->CR2|=1<<20;     //使用用外部触发（SWSTART）!

!

!

  必须使用一个事件来触发

    ADC1->CR2&=~（1<<11）;  //右对齐   

    ADC1->SQR1&=~（0XF<<20）;

    ADC1->SQR1&=0<<20;    //1个转换在规则序列中也就是只转换规则序列1              

    //设置通道0~3的采样时间

    ADC1->SMPR2&=0XFFFFF000;//通道0,1,2,3采样时间清空     

    ADC1->SMPR2|=7<<9;     //通道3 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度   

    ADC1->SMPR2|=7<<6;     //通道2 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度   

    ADC1->SMPR2|=7<<3;     //通道1 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度   

    ADC1->SMPR2|=7<<0;     //通道0 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度   

    ADC1->CR2|=1<<0;      //开启AD转换器   

    ADC1->CR2|=1<<3;       //使能复位校准 

    while（ADC1->CR2&1<<3）; //等待校准结束           

    //该位由软件设置并由硬件清除。

在校准寄存器被初始化后该位将被清除。

    ADC1->CR2|=1<<2;       //开启AD校准     

    while（ADC1->CR2&1<<2）; //等待校准结束

    //该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除 

}                

//获得ADC值

//ch:

通道值0~3

u16Get_Adc（u8ch）  

{

    //设置转换序列            

    ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;//规则序列1通道ch

    ADC1->SQR3|=ch;                     

    ADC1->CR2|=1<<22;      //启动规则转换通道

    while（!

（ADC1->SR&1<<1））;//等待转换结束         

    returnADC1->DR;    //返回adc值   

}

ADC.H

1

2

3

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5

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8

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11

12

#ifndef__ADC_H

#define__ADC_H

#defineADC_CH0 0//通道0

#defineADC_CH1 1//通道1

#defineADC_CH2 2//通道2

#defineADC_CH3 3//通道3      

voidAdc_Init（void）;

u16 Get_Adc（u8ch）; 

#endif

[转载]STM32的ADC的采样时间及模拟信号的最大带宽

 （2011-08-0816:

48:

56）

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分类：

 MCU

原文地址：

STM32的ADC的采样时间及模拟信号的最大带宽作者：

邵道君

请看STM32技术参考手册的16.2节，和STM32F103xx数据手册的5.3.17节表44。

可以在ST的中文网站下载到上述2个手册：

[url=

前面所说“STM32的ADC的采样及转换时间最小为1us”，实际上STM32的ADC采样及转换时间可以通过程序编程进行调整，共有8种选择，按ADC模块的驱动时钟算分别为：

1.5ADC时钟周期

7.5ADC时钟周期

13.5ADC时钟周期

28.5ADC时钟周期

41.5ADC时钟周期

55.5ADC时钟周期

71.5ADC时钟周期

239.5ADC时钟周期

采样及转换时间最小的1us是在CPU时钟为56MHz（STM32F101xx为28MHz）时达到。

可能提出的问题

tS（fADC=14MHz）最小=0.107?

s.实际上就是=1.5T/14.还有几件事：

1.采样及转换时间最小的1us是在CPU时钟为56MHz（STM32F101xx为28MHz）时达到。

"这句话出自何处？

我倒是看到fADC的最大值是14MHz.

2.这句话是自身矛盾的。

为什么为了达到1Mhz的采样率，好芯片要更高的时钟？

3.采样时间和采样周期是两个概念。

采样时间是整个ADC性能的重要参数。

（请参考采样示波器的“采样”的概念）

4.您在上面提到的采样时间的选择，AD转换周期（TCONV）=采样时间+12.5个周期。

如何选择？

依据是什么？

5.我上面提到的“模拟信号的最大带宽”这个概念，我在坛上关注了大半年，发现大家从未讨论过。

而这对用好ADC是很重要的。

问题1：

采样及转换时间最小的1us是在CPU时钟为56MHz（STM32F101xx为28MHz）时达到。

"这句话出自何处？

我倒是看到fADC的最大值是14MHz

答：

这句话出自《STM32技术参考手册》第16.2节

ADCconversiontime:

–STM32F103xxperformancelinedevices:

1usat56MHz（1.17usat72MHz）

–STM32F101xxaccesslinedevices:

1usat28MHz（1.55usat36MHz）

关于fADC的最大值是14MHz，请看《STM32F103xx数据手册》第5.3.5节，表18下面的注释：

SpecificconditionsforADC:

fHCLK=56MHz,fAPB1=fHCLK/2,fAPB2=fHCLK,fADCCLK=fAPB2/4,ADONbitintheADC_CR2registerissetto1.

即fADC在fHCLK=fAPB2=56MHz时达到14MHz。

2.这句话是自身矛盾的。

为什么为了达到1Mhz的采样率，好芯片要更高的时钟？

103当然可以用和101同样的时钟并达到1Mhz的采样率。

但因为103的APB2可达72MHz,而101的APB2只可达36MHz，如果用户想使用APB2的其他外设，用户会不希望为了配合ADC的14M而采用低的时钟。

所以这句话可以这样说：

“在不影响ADC最高采样率的情况下，APB2最高可跑到56M"

3.采样时间和采样周期是两个概念。

采样时间是整个ADC性能的重要参数。

（请参考采样示波器的“采样”的概念）

103的DATASHEET有的，"ADCcharacteristics"

tSSamplingtime，fADC=14MHz，0.107μs ，就是1.5×1/fADC

4.您在上面提到的采样时间的选择，AD转换周期（TCONV）=采样时间+12.5个周期。

如何选择？

依据是什么？

要看外接的等效输入电阻及电容。

103的DATASHEET上有一个公式

R（AIN）

还有一个图表

Ts（cycles）tS（μs）RAINmax（kΩ）

1.50.111.2

7.50.5410

13.50.9619

28.52.0441

41.52.9660

55.53.9680

71.55.1110