本文將介紹STM32F407的模數轉換功能ADC

①ADC的概念及作用

②ADC的性能指標及STM32F4-ADC的特性

③ADC的功能框圖

④ADC的功能框圖的詳細介紹

⑤ADC的工作模式

①ADC的概念及作用

ADC是analog to digtal converter的縮寫，指的是模數轉換器，模數轉換器可以將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號。

ADC的作用：采集傳感器的數據、電壓、電流等。

②ADC的性能指標及STM32F4-ADC的特性

ADC的性能指標主要有以下幾個方面：

量程：能測量的電壓范圍；

分辨率：ADC的分辨率常以輸出二進制的位數表示，位數越多分辨率越高、相應的轉換時間會越長；

轉換時間：在模擬輸入電壓符合輸入電壓范圍的基礎上，從開始轉換到獲得穩定數字量的時間；

STM32F4-ADC的特性：

3個ADC，每個通道的分辨率可調12、10、8、6位；

每個ADC有16個外部通道，ADC1還有另外的兩個內部ADC源、1個BAT通道；

AD轉換可以以單次、連續、掃描、間斷的工作模式運行；

ADC具有獨立模式、雙重模式或三重模式；

AD轉換的結果以左對齊或者右對齊的方式存放在16位的數據寄存器中；

③ADC的功能框圖

④ADC的功能框圖的詳細介紹

輸入電壓范圍：由VREF+、VREF-、VDDA、VSSA決定，硬件上一般將VREF-、VSSA接在一起，另外兩個接到3.3V的電源上，這樣輸入電壓的范圍就為0-3.3V；若實際測量的電壓不是這個范圍、可以在硬件上用電壓轉換電路轉換到這個范圍；

輸入通道：每個ADC都具有16個外部通道，ADC1相比其他兩個ADC多出3個通道用于測量芯片內部溫度、電壓、以及備用電池的電壓

轉換順序：規則通道組、可以按照既定的轉換順序依次進行轉換，具體轉換順序在ADC_SQRx寄存器中選擇、總的轉換數量在ADC_SQR1寄存器中配置；注入通道組、不按照順序來轉換可以插隊轉換；

轉換時間：采樣時間+12個ADC周期，采樣在數個ADCCLK周期內完成、可使用ADC_SMPR1、ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2：0]位修改周期數從而改變采樣時間；ADC的周期由PCLK2經過ADC的預分頻器分頻得到、分頻數在ADC_CCR寄存器的第16、17位選擇；

數據寄存器：ADC的數據寄存器只有一個ADC_DR,ADC_DR是一個32位的寄存器、其中只有16個位是有效的、而轉換后的數據最多只有12個位，所以轉換后的數據可以左對齊或者右對齊存放、具體如何存放可以在ADC_CR2的第11位設置；由于規則通道組只有一個數據寄存器、所以在轉換完成后若不及時取走轉換好的數據下一次的轉換結果會將之前的結果覆蓋，為避免數據丟失可以使用DMA、后續將繼續講解DMA;

中斷：

轉換結束中斷：規則通道和注入通道的數據轉換結束后，都可以產生中斷；

模擬看門狗中斷：當ADC的轉換的模擬電壓低于低閾值或者高于高閾值會產生中斷；

溢出中斷：如果發生DMA傳輸數據丟失、會置位ADC_SR的OVR位，如果同時使能了溢出中斷、數據轉換結束后會產生一個溢出中斷；

DMA請求：規則和注入通道轉換結束后，除了產生中斷外、還可以產生DMA請求將轉換好的數據直接存儲到內存中去；

觸發源：軟件觸發+外部事件觸發，軟件觸發、由ADC控制寄存器ADC_CR2的ADON位來控制、為1開始轉換為0停止轉換，外部事件觸發有內部定時器觸發和外部IO觸發、具體選擇哪種觸發方式可以由ADC_CR2的EXTSEL[2:0]和JEXTSEL[2:0]位來控制

⑤ADC的工作模式

單次轉換模式：ADC僅執行一次轉換，CONT位為0時可以通過以下方式啟動此模式：

ADC_CR2寄存器中SWSTART位置1，僅適用于規則通道；

將JSESTART置1，僅適用于注入通道；

外部觸發，適用于注入通道、規則通道；

完成所選通道的轉換之后、數據存儲在16位的數據存儲器中，如果轉換的是規則通道轉換結束EOC置1、EOCIE置1后會產生中斷，如果轉換的是注入通道轉換結束后JEOC置1、JEOCIE置1后會產生中斷，然后ADC停止工作；

連續轉換模式：ADC結束一個轉換后立即啟動另一個轉換，CONT為1時可通過外部觸發或者ADC_CR2中的SWSTART位置1來啟動此模式（僅適用于規則通道）。如果轉換了規則通道組，會將上次轉換的數據存在數據寄存器中、EOC置1、EOCIE將置1產生中斷。無法連續轉換注入通道；

掃描模式：

不連續采樣模式：