STM8L051F3的ADC相关知识

本文介绍STM8L051F3的ADC相关知识。内容分为以下几部分：

• ADC简介
• ADC单通道软件触发采样

1、 STM8L的ADC基础知识

ADC（Analog-to-Digital Converter）：模拟-数字转换，就是把模拟信号转换为数字信号。STM8L051F3的ADC可以执行在单次或连续模式，主要特点如下：

• 可配置的转换精度（最高12位）
• 众多模拟通道
• 两个内部通道连接到温度传感器和内部参考电压
• 可配置单次或连续转换
• 可预分频ADC时钟
• 模拟看门狗
• 在转换结束、看门狗或溢出时间可独立产生中断
• 多通道转换（扫描模式）
• 数据完整性
• DMA功能
• 施密特触发器禁止功能
• 转换时间在系统时钟=16MHz时可达1us
• 电压范围在8V~3.6V：
  • 最大的转换率在4V~3.6V中获得
  • 8V~2.4V时，ADC处于低速模式
  • 低于8V时ADC功能无法保障

ADC开-关控制。ADC可以设置ADC_CR1寄存器的ADON位上电，当ADON位被设置，ADC会从掉电模式下唤醒。ADC转换应该发生在在上电唤醒后最大空闲时间前。当ADON位被复位，ADC将停止转换并进入掉电模式。

单次转换模式。在这个模式下，在ADC_SQRx寄存器中只能选择一个输入通道（如果有多个通道被选择，最高的通道有效），然后ADC_SQR1寄存器的DMAOFF位必须设置（禁止DMA），输入通道转换后就会停止，转换后的值保存在ADC_DR数据寄存器，在转换完成之后可以产生一个（EOC）中断。两次转换的时间必须小于ADC最大空闲延迟（t IDLE ）

连续转换模式。在这个模式下，ADC转换完成后不会停止，而是继续进入下一个所选的通道序列，转换持续到CONT位和ADON位被设置和转换结果经过DMA发送到RAM或EEPROM。只有每次所选的通道序列转换完成后EOC中断才会产生，每个通道转换的结果不能从ADC_DR寄存器中读取。为了保存每个通道的转换结果在存储器（RAM或EEPROM）中，DMA必须使用在外设到内存模式，如果在转换过程中CONT位被复位，那么当前选择的通道序列在最后一个选择通道转换完后结束转换，然后ADC停止。

通道选择（扫描模式）。该模式在连续模式下自动工作，也可以通过复位ADC_SQR1寄存器DMAOFF位来工作在单次转换模式。在该模式下，将选择的通道序列（如单次模式）转换完成后经过DMA把数据发送到内存中。在so秒模式下选择通道或者通道的顺序相关的寄存器有三个：ADC_SQR1、ADC_SQR2和ADC_SQR3。

ADC还有时钟配置、模拟看门狗、中断、数据完整性、DMA传送、分辨率配置、数据对齐、可编程的采样时间，施密特触发器、内部的温度传感器、内部的参考电压、低功耗模式、中断等内容，用户可以参考官方手册RM0031的第14章。ADC模块的框图如下所示：

2、 ADC单通道软件触发采样

2.1 ADC配置

本小节介绍如何配置ADC1的通道22（PD0）为单次转换模式模式，软件触发，并把在ADC1上采集的数据在OLED上显示出来。使用的例程：STM8L051F3_11_ADC。在单次模式下ADC1的配置步骤为（非中断模式）：

1)打开ADC1外设时钟

2)初始化ADC1通道22的IO口（配置为浮空输入模式）

3)初始化ADC1：单次转换模式，分辨率12位，ADC时钟2分频

4)配置ADC1采样时间

5)打开ADC1通道22

6)使能ADC1

ADC1采样控制步骤如下：

1)启动ADC1转换

2)等待转换结束

3)读取ADC1采样值

2.2 例程介绍

ADC1的配置与采样函数都在adc.c文件实现：

ADC1配置函数：

void ADC1_Config ( void**)**

{

//打开ADC1外设的时钟

CLK_PeripheralClockConfig ( CLK_Peripheral_ADC1**,** ENABLE**);**

//配置ADC1的GPIO为浮空输入模式

GPIO_Init ( ADC_IN22_GPIO_PORT**,** ADC_IN22_GPIO_PINS**,** GPIO_Mode_In_FL_No_IT**);**

//初始化ADC1，单次转换模式，12位分辨率，ADC时钟2分频

ADC_Init ( ADC1**,** ADC_ConversionMode_Single**,** ADC_Resolution_12Bit**,** ADC_Prescaler_2**);**

//配置ADC采样时间，384个时钟周期

ADC_SamplingTimeConfig ( ADC1**,** ADC_Group_SlowChannels**,** ADC_SamplingTime_384Cycles**);**

//打开ADC1的22通道

ADC_ChannelCmd ( ADC1**,** ADC_Channel_22**,** ENABLE**);**

//使能ADC1

ADC_Cmd ( ADC1**,** ENABLE**);**

}

ADC1采样函数：

uint16_t Read_ADC_Value ( void**)**

{

uint16_t temp**;**

//启动一次ADC转换

ADC_SoftwareStartConv ( ADC1**);**

//等待转换结束

while ( ADC_GetFlagStatus ( ADC1**,** ADC_FLAG_EOC ) == RESET**);**

//读取ADC值

temp = ADC_GetConversionValue ( ADC1**);**

//返回ADC值

return temp**;**

}

在主函数中，每300ms采样移植，把采样的ADC值与计算后的值在OLED上显示出来，主函数如下：

void main ( void**)**

{

uint32_t ADC_Value**;**

uint32_t Vol_Value**;**

LED_Init**();** //初始化LED

IIC_Init**();** //IIC初始化

ADC1_Config**();** //初始化ADC

OLED_Init**();** //OLED初始化

OLED_Clear**();** //OLED清屏

OLED_ShowString ( 16**,** 0**,** "D-VALUE:");

OLED_ShowString ( 16**,** 2**,** "V-VALUE:");

while ( 1**)**

{

ADC_Value **=** Read_ADC_Value**();**       //读取ADC值

Vol_Value  **=**  **(** ADC_Value ***** 3300 **/** 4096**);**      //转换为电压值，单位mV

OLED_ShowNum **(** 80**,** 0 **,** ADC_Value**,** 4**,** 16**);**       //OELD显示ADC值

OLED_ShowNum **(** 80**,** 2 **,(** uint16_t **)** Vol_Value**,** 4**,** 16**);**     //OLED显示电压值

GPIO_ToggleBits **(** LED1_GPIO_PORT**,** LED1_GPIO_PINS**);**    //改变LED1状态

delay_ms **(** 300**);**      //延迟

}

}

使用ST-LINK把程序下载到开发板，LED1闪烁，把PD0口用杜邦线接到VCC可以看到OLED上显示D-VALUE:：4096（可能会有一点误差），V-VALUE：3300（可能会有一点误差）。把PD0口用杜邦线接到GND可以看到OLED上显示D-VALUE:：0（可能会有一点误差），V-VALUE：0（可能会有一点误差）。注：OLED采用的是技新0.96寸OLED（4PIN），可参考第九章内容。