有关ADC模拟数字转换器的基本知识汇总

　　1、12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。
　　它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。
　　各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。
　　ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。
　　模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。
　　ADC 的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。
　　2、ADC主要特征
　　● 12位分辨率
　　● 转换结束、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断
　　● 单次和连续转换模式
　　● 从通道0到通道n的自动扫描模式
　　● 间断模式执行
　　● 自校准
　　● 带内嵌数据一致性的数据对齐
　　● 采样间隔可以按通道分别编程
　　● 规则转换和注入转换均有外部触发选项
　　● 双重模式（带2个或以上ADC 的器件）
　　● ADC转换时间：
　　STM32F103xx增强型产品：时钟为56MHz时为1μs（4分频，因为最多不超过14M） （时钟为72MHz为1.17μs）（6分频）
　　STM32F101xx基本型产品：时钟为28MHz时为1μs （时钟为36MHz为1.55μs）
　　STM32F102xxUSB型产品：时钟为48MHz 时为1.2μs
　　STM32F105xx和STM32F107xx产品：时钟为56MHz时为1μs （时钟为72MHz为1.17μs）
　　● ADC供电要求：2.4V到3.6V
　　● ADC输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+
　　● 规则通道转换期间有DMA请求产生。
　　3、ADC引脚
　　
　　4、ADC通道
　　
　　5、 有16个多路通道。可以把转换组织成两组：规则组和注入组。 在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。
　　（1）规则组由多达16个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择。
　　规则组中转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L［3:0］位中
　　（2）注入组由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。
　　注入组里的转换总数目应写入ADC_JSQR寄存器的L［1:0］位中。
　　（3）如果ADC_SQRx或ADC_JSQR寄存器在转换期间被更改，当前的转换被清除，一个新的启动脉冲将发送到ADC 以转换新选择的组。
　　6、温度转换器：
　　温度传感器和通道ADC1_IN16相连接，内部参照电压VREFINT和ADC1_IN17相连接。
　　可以按注入或规则通道对这两个内部通道进行转换。
　　注意： 温度传感器和VREFINT只能出现在主ADC1 中。
　　7、单词转换模式：
　　单次转换模式下，ADC只执行一次转换。该模式既可通过设置ADC_CR2 寄存器的ADON位（只适用于规则通道）启动也可通过外部触发启动 （适用于规则通道或注入通道），这时CONT位为0 。
　　一旦选择通道的转换完成：
　　（1）如果一个规则通道被转换：
　　转换数据被储存在16位ADC_DR寄存器中
　　EOC（转换结束）标志被设置
　　如果设置了EOCIE，则产生中断。
　　（2） 如果一个注入通道被转换：
　　转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中
　　JEOC（注入转换结束）标志被设置
　　如果设置了JEOCIE位，则产生中断。然后ADC停止。
　　8、连续转换模式 ：
　　在连续转换模式中，当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。 此模式可通过外部触发启动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动，此时CONT位是1。
　　每个转换后：
　　（1）如果一个规则通道被转换：
　　转换数据被储存在16位的ADC_DR寄存器中
　　EOC（转换结束）标志被设置
　　如果设置了EOCIE，则产生中断。
　　（2） 如果一个注入通道被转换：
　　转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中
　　JEOC（注入转换结束）标志被设置
　　如果设置了JEOCIE位，则产生中断。
　　9、扫描模式 ：
　　（1） 此模式用来扫描一组模拟通道。
　　（2） 扫描模式可通过设置ADC_CR1寄存器的SCAN位来选择。一旦这个位被设置， ADC扫描所有被ADC_SQRX 寄存器（对规则通道）或ADC_JSQR（对注入通道）选中的所有通道。
　　在每个组的每个通道上执行单次转换。在每个转换结束时，同一组的下一个通道被自动转换。
　　如果设置了CONT位，转换不会在选择组的最后一个通道上停止，而是再次从选择组的第一个通道继续转换。
　　（3） 如果设置了DMA位，在每次EOC后，DMA控制器把规则组通道的转换数据传输到SRAM 中。 而注入通道转换的数据总是存储在ADC_JDRx寄存器中。
　　10、间断模式
　　（1）规则组
　　此模式通过设置ADC_CR1 寄存器上的DISCEN位激活。 它可以用来执行一个短序列的n次转换（n《=8），此转换是ADC_SQRx寄存器所选择的转换序列的一部分。
　　数值n由ADC_CR1寄存器的DISCNUM［2:0］位给出。 一个外部触发信号可以启动ADC_SQRx 寄存器中描述的下一轮n次转换，直到此序列所有的转换完成为止。
　　总的序列长度由ADC_SQR1寄存器的L［3:0］定义。 当以间断模式转换一个规则组时，转换序列结束后不自动从头开始。 当所有子组被转换完成，下一次触发启动第一个子组的转换。
　　（2）注入组
　　此模式通过设置ADC_CR1 寄存器的JDISCEN位激活。在一个外部触发事件后，该模式按通道顺序逐个转换ADC_JSQR寄存器中选择的序列。
　　一个外部触发信号可以启动ADC_JSQR寄存器选择的下一个通道序列的转换，直到序列中所有的转换完成为止。总的序列长度由ADC_JSQR寄存器的JL［1:0］位定义。
　　当完成所有注入通道转换，下个触发启动第1个注入通道的转换。不能同时使用自动注入和间断模式。 必须避免同时为规则和注入组设置间断模式。间断模式只能作用 于一组转换。
　　11、ADC时钟配置
　　（1）输入参数范围：
　　#define RCC_PCLK2_Div2 （（uint32_t）0x00000000）
　　#define RCC_PCLK2_Div4 （（uint32_t）0x00004000）
　　#define RCC_PCLK2_Div6 （（uint32_t）0x00008000）
　　#define RCC_PCLK2_Div8 （（uint32_t）0x0000C000）
　　（2）STM32的ADC最大的转换速率为1Mhz，也就是转换时间为1us（在ADCCLK=14M，采样周期为1.5个ADC时钟下得到）， 不要让ADC的时钟超过14M，否则将导致结果准确度下降。
　　12、ADC的采样时间
　　（1）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］位更改。 每个通道可以分别用不同的时间采样。
　　（2）总转换时间如下计算：
　　TCONV = 采样时间+ 12.5个周期
　　例如：当ADCCLK=14MHz ，采样时间为1.5周期 TCONV = 1.5 + 12.5 = 14周期 = 1μs
　　（3）常见的周期有：
　　1.5周期、7.5周期、13.5周期、28.5周期、41.5周期、55.5周期、71.5周期、239.5周期。
　　13、数据对齐
　　（1） ADC_CR2寄存器中的ALIGN位选择转换后数据储存的对齐方式。数据可以左对齐或右对齐，
　　（2）注入组通道转换的数据值已经减去了在ADC_JOFRx寄存器中定义的偏移量，因此结果可以是一个负值。SEXT位是扩展的符号值。
　　（3）对于规则组通道，不需减去偏移值，因此只有12个位有效。
　　
　　14、校准
　　（1） ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。在校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码（数字值），
　　这个码用于消除在随后的转换 中每个电容器上产生的误差。
　　（2） 通过设置ADC_CR2寄存器的CAL位启动校准。一旦校准结束，CAL位被硬件复位，可以开始正常转换。建议在上电时执行一次ADC校准。
　　校准阶段结束后，校准码储存在ADC_DR 中。
　　（3）建议在每次上电后执行一次校准，启动校准前，ADC必须处于关电状态（ADON=’0’）超过至少两个ADC时钟周期。