STM32：STM32基础知识：STM32ADC模数转换器配置与使用.pdf

STM32：STM32基础知识：STM32ADC模数转换器配置与使

用

1STM32ADC概述

1.1ADC模块功能介绍

STM32的ADC（Analog-to-DigitalConverter，模数转换器）模块用于将模拟

信号转换为数字信号，是微控制器与外部模拟世界交互的关键组件。STM32的

ADC模块支持单次转换和连续转换模式，可以配置为扫描模式，以连续转换多

个通道。此外，它还提供了数据对齐选项、过采样功能以及自动注入通道转换

等功能，增强了其在各种应用中的灵活性和精度。

1.2ADC工作原理

ADC的工作原理基于将输入的模拟电压信号转换为数字表示。在STM32中，

ADC通过采样输入电压，然后将其量化为数字值。采样过程涉及将模拟信号在

时间上离散化，而量化则是将采样值映射到有限的数字值范围。STM32的ADC

使用逐次逼近（SAR，SuccessiveApproximationRegister）算法，这是一种高效的

转换方法，适用于需要快速转换速度的应用。

1.2.1逐次逼近ADC的转换过程示例

假设STM32的ADC配置为12位分辨率，其转换范围为0V至3.3V。

1.初始化：ADC的SAR寄存器被设置为最大值的一半，即0x0800

（10位表示，实际为12位，此处简化说明）。

2.比较与调整：ADC将SAR寄存器的值与输入电压进行比较。如果

输入电压高于当前SAR值，SAR寄存器的最高位被设置为1；如果低于，

则保持为0。然后，SAR寄存器的值被减半，继续进行比较。

3.重复过程：上述步骤重复进行，直到所有位都被确定。最终，SAR

寄存器的值即为转换后的数字值。

例如，如果输入电压为1.65V，转换过程可能如下：

初始SAR值：0x0800（2.048V）

第一次比较：输入电压低于SAR值，SAR值调整为0x0400

（1.024V）

第二次比较：输入电压高于SAR值，SAR值调整为0x0600

（1.536V）

第三次比较：输入电压高于SAR值，SAR值调整为0x0700

（1.792V）

第四次比较：输入电压低于SAR值，SAR值调整为0x0680

1

（1.664V）

以此类推，直到所有位都被确定。

1.3ADC在STM32中的位置

在STM32的架构中，ADC模块通常位于APB2总线上，这意味着它运行在

微控制器的最高频率下。STM32的某些系列，如STM32F4，提供了多个ADC模

块，允许同时进行多个模拟信号的转换。ADC模块通过GPIO（GeneralPurpose

Input/Output，通用输入/输出）引脚与外部模拟信号连接，这些引脚必须被配

置为模拟输入模式。

1.3.1配置ADC引脚示例

//配置ADC1的通道1（PA1）为模拟输入

voidADC1_Channel1_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};

//选择PA1作为ADC1的通道1

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_1;

GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_ANALOG;

GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;

HAL_GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStruct);

}

1.3.2配置ADC模块示例

//配置ADC1的基本参数

voidADC1_Config(void)

{

ADC_ChannelConfTypeDefsConfig={0};

ADC_InitTypeDefADC_InitStruct={0};

//使能ADC1时钟

__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

//初始化ADC1