实验目的:了解ADC基本概念
电路图：
ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器，它可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁。
实验效果：
（一）单次非扫描实验步骤：
1. 选择通道
2. 选择为独立模式;
3. 设置数据为右对齐、非扫描模式、非连续模式。
4. 转换通道数为1，因为前面只勾选上了IN0
2、时钟配置：
ADC时钟来自RCC内部72M时钟，但是ADC时钟最大频率只能是14MHZ，而ADC的预分频器只能 选择2/4/6/8。综上所述，ADC的预分频器最大只能选择6分频，频率12MHZ
oled 配置：为方便，把前面相关博文复制一份在这：
用HAL库改写江科大的stm32入门例子4-1 OLED_江科大oled移植hal库-CSDN博客
GPIO引脚映射：（pb8、pb9）
i2c1设置：
引入oled驱动：
驱动文件在共享网盘中，有需要自行下载：
由于我们自己重新映射了iic 引脚，要在oled.中修改引脚：
main函数中引入oled.h
测试代码：
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
/*OLED显示*/
OLED_ShowChar(1, 1, 'A'); //1行1列显示字符A
原文链接：https://blog.csdn.net/wh_xia_jun/article/details/138889005
3、main函数中校正ADC，固定写法
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);4、编写转换并获取ADC函数
uint16_t StartAndGetOneResult(){
HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC转换
HalState= HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);//等待转换完成
if(HalState == HAL_OK){
Ret=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取ADC转换结果
} else{
Ret=0;
}
//HAL_ADC_Stop(&hadc1);
return Ret;
}5、while中获取显示
while (1)
{
ADValue= StartAndGetOneResult(); //启动ADC转换并获取结果
OLED_ShowNum(1,9,ADValue,4); //显示AD转换值
Voltage=(float) ADValue/ 4095 *3.3; //计算电压值
OLED_ShowNum(2,9,(uint32_t)Voltage,1); //显示电压值整数部分
OLED_ShowNum(2,11,((uint16_t)(Voltage * 100)) % 100,2); //显示电压值小数部分
HAL_Delay(100);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}main文件中完整代码：
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "i2c.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "oled.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
HAL_StatusTypeDef HalState; //HAL库函数返回状态
uint16_t Ret; //返回值
uint16_t ADValue; //AD转换值
float Voltage; //电压值
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//启动ADC转换并获取结果
uint16_t StartAndGetOneResult(){
HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC转换
HalState= HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);//等待转换完成
if(HalState == HAL_OK){
Ret=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取ADC转换结果
} else{
Ret=0;
}
//HAL_ADC_Stop(&hadc1);
return Ret;
}
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_ADC1_Init();
MX_I2C1_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
/*OLED显示*/
OLED_ShowString(1,1,"ADValue:");
OLED_ShowString(2,1,"Voltage:0.00V");
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
ADValue= StartAndGetOneResult(); //启动ADC转换并获取结果
OLED_ShowNum(1,9,ADValue,4); //显示AD转换值
Voltage=(float) ADValue/ 4095 *3.3; //计算电压值
OLED_ShowNum(2,9,(uint32_t)Voltage,1); //显示电压值整数部分
OLED_ShowNum(2,11,((uint16_t)(Voltage * 100)) % 100,2); //显示电压值小数部分
HAL_Delay(100);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
（二）连续非扫描实验步骤：
1、与单次非扫描区别
连续模式打开 且 在代码中只需要执行一次开始转换即可，也不需要等待转换完成
完成代码如下：
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "i2c.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "oled.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
HAL_StatusTypeDef HalState; //HAL库函数返回状态
uint16_t Ret; //返回值
uint16_t ADValue; //AD转换值
float Voltage; //电压值
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//启动ADC转换并获取结果
// uint16_t StartAndGetOneResult(){
// HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC转换
// HalState= HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);//等待转换完成
// if(HalState == HAL_OK){
// Ret=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取ADC转换结果
// } else{
// Ret=0;
// }
// //HAL_ADC_Stop(&hadc1);
// return Ret;
// }
uint16_t StartAndGetOneResult(){
Ret=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
return Ret;
}
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_ADC1_Init();
MX_I2C1_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
/*OLED显示*/
OLED_ShowString(1,1,"ADValue:");
OLED_ShowString(2,1,"Voltage:0.00V");
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);
HAL_ADC_Start(&hadc1);//只执行一次开始转换
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
ADValue= StartAndGetOneResult(); //获取结果
OLED_ShowNum(1,9,ADValue,4); //显示AD转换值
Voltage=(float) ADValue/ 4095 *3.3; //计算电压值
OLED_ShowNum(2,9,(uint32_t)Voltage,1); //显示电压值整数部分
OLED_ShowNum(2,11,((uint16_t)(Voltage * 100)) % 100,2); //显示电压值小数部分
HAL_Delay(100);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
在无论是连续模式还是非连续模式下，一旦执行了HAL_ADC_Start(&hadc1);函数，ADC开始转换。
在非连续模式下，您需要使用HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);函数来等待转换完成，然后使用HAL_ADC_GetValue函数来读取ADC值。此函数会阻塞直到转换完成或者超时。
在连续模式下，由于转换持续进行，您可以直接使用HAL_ADC_GetValue函数来读取最新的ADC值，无需等待转换完成。
说明：
一、简介
它是一个12位逐次逼近形的ADC，转换一次耗时为1微妙(即转换频率为1MHZ),输入的电压范围是0~3.3V，对应的转换结果是0~4095(2^12)，我理解，就是一个电子的电压与数值的字典表而已，把电压值映射为4059个数字。
二、逐次逼近形ADC原理
这里借助一个专门用于8通道的ADC转换芯片ADC0809的电路来举例，STM32中的ADC转换跟ADC0809在原理上是一样的。
1. ADDA/ADDB/ADDC/ALE是用来控制通道0~通道7中的一个通道接入芯片内部的。相当于是一个选择器。
2. Vref+/Vref-是数模转换器的电压参考值，是由一个模拟量来输出一个控制量。模拟量存在SAR中，数字量是模拟量通过DAC转换出来的电压，它的范围在Vref+/Vref-之间，DAC输出的这个数值量会输送到比较器,比较器会比较数字量与输入电压大小，如果DAC输出的数字量电压小于输入
电压，那么模拟量SAR会自动调大，输出一个新的DAC转换出来的数字量，不断循环比较。
3. 当逼近完成后(12位的ADC，利用二分法对比12次后)，即DAC输出电压跟输入电压相当时，会给出一个EOC信号。这个结果通过三态锁存缓冲器输出。
三、STM32ADC框图
ps：30. ADC—电压采集 — [野火]STM32 HAL库开发实战指南——基于野火霸天虎开发板 文档
1、输入并转换
16个可选通道(F103C8T6只有10个通道)、1个芯片自带用于测量芯片温度的传感器、1个测试参考电压
2、输出
AD转换可分为两种模式
注入通道：最多只能选4个通道，且转换出来的结果会分别存放到4个寄存器中
规则通道：最多可选16个通道，但是只有一个寄存器用于存放结果，假如不想被覆盖，可以利用DMA请求把转换出来的结果依次转运出来。
本实验用规则通道。
输出的结果是12位的，而寄存器是16位的，所以结果存放在寄存器中就有两种模式
左对齐：左对齐的数据相当于真实值左移了4次，即放大了16倍右对齐：获得的数据就是真实值
右对齐：获得的数据就是真实值
3、触发转换方式
- 软件触发
- 硬件触发
4、时钟
ADC时钟来自RCC内部72M时钟，但是ADC时钟最大频率只能是14MHZ，而ADC的预分频器只能选择 2/4/6/8。综上所述，ADC的预分频器最大只能选择6分频，频率12MHZ.
5、四种模式
分两个维度： 单次/连续：转换后是否继续自动转换，单次就不继续自动转换 扫描/非扫描：是否支持多通道，扫描就可以多通道，组合起来四种模式！
