1.  ①電壓輸入范圍

ADC 輸入范圍為：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。由 VREF-、VREF+ 、VDDA 、VSSA、這四個外部引腳決定。

我們在設計原理圖的時候一般把 VSSA 和 VREF-接地，把 VREF+和 VDDA 接 3V3，得到

ADC 的輸入電壓范圍為：0~3.3V。

如果我們想讓輸入的電壓范圍變寬，去到可以測試負電壓或者更高的正電壓，我們可

以在外部加一個電壓調理電路，把需要轉換的電壓抬升或者降壓到 0~3.3V，這樣 ADC 就

可以測量了。

2.  ②輸入通道

我們確定好 ADC 輸入電壓之后，那么電壓怎么輸入到 ADC？這里我們引入通道的概念，

STM32 的 ADC 多達 18 個通道，其中外部的 16 個通道就是框圖中的 ADCx_IN0 、

ADCx_IN1...ADCx_IN5。這 16 個通道對應著不同的 IO 口，具體是哪一個 IO 口可以從手

冊查詢到。其中 ADC1/2/3 還有內部通道：ADC1 的通道 16 連接到了芯片內部的溫度傳感器，Vrefint 連接到了通道 17。ADC2 的模擬通道 16 和 17 連接到了內部的 VSS。

ADC3 的模擬通道 9、14、15、16 和 17 連接到了內部的 VSS。

外部的 16 個通道在轉換的時候又分為規則通道和注入通道，其中規則通道最多有 16

路，注入通道最多有 4 路。那這兩個通道有什么區別？在什么時候使用？

規則通道

規則通道：顧名思意，規則通道就是很規矩的意思，我們平時一般使用的就是這個通

道，或者應該說我們用到的都是這個通道，沒有什么特別要注意的可講。

注入通道

注入，可以理解為插入，插隊的意思，是一種不安分的通道。它是一種在規則通道轉

換的時候強行插入要轉換的一種。如果在規則通道轉換過程中，有注入通道插隊，那么就

要先轉換完注入通道，等注入通道轉換完成后，再回到規則通道的轉換流程。這點跟中斷

程序很像，都是不安分的主。所以，注入通道只有在規則通道存在時才會出現。

3.  ③轉換順序

規則序列

規則序列寄存器有 3 個，分別為 SQR3、SQR2、SQR1。SQR3 控制著規則序列中的第

一個到第六個轉換，對應的位為：SQ1[4:0]~SQ6[4:0]，第一次轉換的是位 4:0 SQ1[4:0]，如果通道 16 想第一次轉換，那么在 SQ1[4:0]寫 16 即可。SQR2 控制著規則序列中的第 7 到第12 個轉換，對應的位為：SQ7[4:0]~SQ12[4:0]，如果通道 1 想第 8 個轉換，則 SQ8[4:0]寫 1即可。SQR1 控制著規則序列中的第 13 到第 16 個轉換，對應位為：SQ13[4:0]~SQ16[4:0]，如果通道 6 想第 10 個轉換，則 SQ10[4:0]寫 6 即可。具體使用多少個通道，由 SQR1 的位L[3:0]決定，最多 16 個通道。

注入序列

注入序列寄存器 JSQR 只有一個，最多支持 4 個通道，具體多少個由 JSQR 的 JL[2:0]

決定。如果 JL 的  值小于 4 的話，則 JSQR 跟 SQR 決定轉換順序的設置不一樣，第一次轉換的不是 JSQR1[4:0]，而是 JCQRx[4:0] ，x = （4-JL），跟 SQR 剛好相反。如果 JL=00（1個轉換），那么轉換的順序是從 JSQR4[4:0]開始，而不是從 JSQR1[4:0]開始，這個要注意，編程的時候不要搞錯。當 JL 等于 4 時，跟 SQR 一樣。

4.  ④觸發源

通道選好了，轉換的順序也設置好了，那接下來就該開始轉換了。ADC 轉換可以由

ADC 控制寄存器 2:  ADC_CR2 的 ADON 這個位來控制，寫 1 的時候開始轉換，寫 0 的時候停止轉換，這個是最簡單也是最好理解的開啟 ADC 轉換的控制方式，理解起來沒啥技術含量。

除了這種庶民式的控制方法，ADC 還支持觸發轉換，這個觸發包括內部定時器觸發和

外部 IO 觸發。觸發源有很多，具體選擇哪一種觸發源，由 ADC 控制寄存器 2:ADC_CR2 的EXTSEL[2:0] 和 JEXTSEL[2:0] 位 來控制 。 EXTSEL[2:0] 用于 選擇 規則 通道 的觸發源，JEXTSEL[2:0]用于選擇注入通道的觸發源。選定好觸發源之后，觸發源是否要激活，則由ADC 控制寄存器 2:ADC_CR2 的 EXTTRIG 和 JEXTTRIG 這兩位來激活。其中 ADC3 的規則轉換和注入轉換的觸發源與 ADC1/2 的有所不同，在框圖上已經表示出來。

5.  ⑤轉換時間

ADC 時鐘

ADC 輸入時鐘 ADC_CLK 由 PCLK2 經過分頻產生，最大是 14M，分頻因子由 RCC 時

鐘配置寄存器 RCC_CFGR 的位 15:14   ADCPRE[1:0]設置，可以是 2/4/6/8 分頻，注意這里沒有 1 分頻。一般我們設置 PCLK2=HCLK=72M。

采樣時間

ADC 使用若干個 ADC_CLK 周期對輸入的電壓進行采樣，采樣的周期數可通過 ADC 

采樣時間寄存器 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 中的 SMP[2:0]位設置，ADC_SMPR2 控制的是通道 0~9，ADC_SMPR1 控制的是通道 10~17。每個通道可以分別用不同的時間采樣。

其中采樣周期最小是 1.5 個，即如果我們要達到最快的采樣，那么應該設置采樣周期為 1.5

個周期，這里說的周期就是 1/ADC_CLK。

ADC 的轉換時間跟 ADC 的輸入時鐘和采樣時間有關，公式為：Tconv  =  采樣時間  + 

12.5 個周期。當 ADCLK  =  14MHZ  （最高），采樣時間設置為 1.5 周期（最快），那么總的轉換時間（最短）Tconv = 1.5 周期 + 12.5 周期 = 14 周期 = 1us。

一般我們設置 PCLK2=72M，經過 ADC 預分頻器能分頻到最大的時鐘只能是 12M，采

樣周期設置為 1.5 個周期，算出最短的轉換時間為 1.17us，這個才是最常用的。

6.  ⑥數據寄存器

一切準備就緒后，ADC 轉換后的數據根據轉換組的不同，規則組的數據放在 ADC_DR

寄存器，注入組的數據放在 JDRx。

規則數據寄存器

ADC 規則組數據寄存器 ADC_DR 只有一個，是一個 32 位的寄存器，低 16 位在單 ADC

時使用，高 16 位是在 ADC1 中雙模式下保存 ADC2 轉換的規則數據，雙模式就是 ADC1 和ADC2 同時使用。在單模式下，ADC1/2/3 都不使用高 16 位。因為 ADC 的精度是 12 位，無論 ADC_DR 的高 16 或者低 16 位都放不滿，只能左對齊或者右對齊，具體是以哪一種方式存放，由 ADC_CR2 的 11 位 ALIGN 設置。

規則通道可以有 16 個這么多，可規則數據寄存器只有一個，如果使用多通道轉換，那

轉換的數據就全部都擠在了 DR 里面，前一個時間點轉換的通道數據，就會被下一個時間

點的另外一個通道轉換的數據覆蓋掉，所以當通道轉換完成后就應該把數據取走，或者開

啟 DMA 模式，把數據傳輸到內存里面，不然就會造成數據的覆蓋。最常用的做法就是開

啟 DMA 傳輸。

注入數據寄存器

ADC 注入組最多有 4 個通道，剛好注入數據寄存器也有 4 個，每個通道對應著自己的

寄存器，不會跟規則寄存器那樣產生數據覆蓋的問題。ADC_JDRx 是 32 位的，低 16 位有

效，高 16 位保留，數據同樣分為左對齊和右對齊，具體是以哪一種方式存放，由

ADC_CR2 的 11 位 ALIGN 設置。

7.  ⑦中斷

轉換結束中斷

數據轉換結束后，可以產生中斷，中斷分為三種：規則通道轉換結束中斷，注入轉換

通道轉換結束中斷，模擬看門狗中斷。其中轉換結束中斷很好理解，跟我們平時接觸的中

斷一樣，有相應的中斷標志位和中斷使能位，我們還可以根據中斷類型寫相應配套的中斷

服務程序。

模擬看門狗中斷

當被 ADC 轉換的模擬電壓低于低閾值或者高于高閾值時，就會產生中斷，前提是我

們開啟了模擬看門狗中斷，其中低閾值和高閾值由 ADC_LTR 和 ADC_HTR 設置。例如我

們設置高閾值是 2.5V，那么模擬電壓超過 2.5V 的時候，就會產生模擬看門狗中斷，反之

低閾值也一樣。

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，把轉換好的

數據直接存儲在內存里面。要注意的是只有 ADC1 和 ADC3 可以產生 DMA 請求。有關

DMA 請求需要配合《STM32F10X-中文參考手冊》DMA 控制器這一章節來學習。一般我

們在使用 ADC 的時候都會開啟 DMA 傳輸。

8.  ⑧電壓轉換

模擬電壓經過 ADC 轉換后，是一個 12 位的數字值，如果通過串口以 16 進制打印出來

的話，可讀性比較差，那么有時候我們就需要把數字電壓轉換成模擬電壓，也可以跟實際

的模擬電壓（用萬用表測）對比，看看轉換是否準確。

我們一般在設計原理圖的時候會把 ADC 的輸入電壓范圍設定在：0~3.3v，因為 ADC

是 12 位的，那么 12 位滿量程對應的就是 3.3V，12 位滿量程對應的數字值是：2^12。數值0 對應的就是 0V。如果轉換后的數值為  X ，X 對應的模擬電壓為 Y，那么會有這么一個等式成立：  2^12 / 3.3 = X / Y，=> Y = (3.3 * X ) / 2^12。

31.4  獨立模式單通道采集實驗

#include "bsp_adc.h"

static void ADCx_GPIO_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

// 打開 ADC IO端口時鐘

ADC_GPIO_APBxClock_FUN ( ADC_GPIO_CLK, ENABLE );

// 配置 ADC IO 引腳模式

// 必須為模擬輸入

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADC_PIN;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

// 初始化 ADC IO

GPIO_Init(ADC_PORT, &GPIO_InitStructure);

}

static void ADCx_Mode_Config(void)

{

ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;

ADC_APBxClock_FUN ( ADC_CLK, ENABLE );

ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;

ADC_Init(ADC_x, &ADC_InitStruct);

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

ADC_ITConfig(ADC_x, ADC_IT_EOC, ENABLE);

ADC_Cmd(ADC_x, ENABLE);

  // ADC開始校準

ADC_StartCalibration(ADC_x);

// 等待校準完成

while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC_x));

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_x, ENABLE);

}

static void ADC_NVIC_Config(void)

{

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

// 優先級分組

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

  // 配置中斷優先級

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC_IRQ;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

void ADCx_Init(void)

{

ADC_NVIC_Config();

ADCx_GPIO_Config();

ADCx_Mode_Config();

}

/**

  ******************************************************************************

  * @file    main.c

  * @author  fire

  * @version V1.0

  * @date    2013-xx-xx

  * @brief   串口中斷接收測試

  ******************************************************************************

  * @attention

  *

  * 實驗平臺:秉火 F103-霸道 STM32 開發板 

  * 論壇    :http://www.firebbs.cn

  * 淘寶    :http://firestm32.taobao.com

  *

  ******************************************************************************

  */ 

#include "stm32f10x.h"

#include "bsp_usart.h"

#include "bsp_adc.h"

extern __IO uint16_t ADC_ConvertedValue;

// 局部變量，用于保存轉換計算后的電壓值  

float ADC_ConvertedValueLocal;        

// 軟件延時

void Delay(__IO uint32_t nCount)

{

  for(; nCount != 0; nCount--);

} 

/**

  * @brief  主函數

  * @param  無

  * @retval 無

  */

int main(void)

{

  /*初始化USART 配置模式為 115200 8-N-1，中斷接收*/

  USART_Config();

printf("歡迎使用秉火STM32開發板nnnn");

ADCx_Init();

  while(1)

{

ADC_ConvertedValueLocal =(float) ADC_ConvertedValue/4096*3.3; 

printf("rn The current AD value = 0x%04X rn",ADC_ConvertedValue); 

printf("rn The current AD value = %f V rn",ADC_ConvertedValueLocal); 

printf("rnrn");

Delay(0xffffee); 

}

}

// 作業

// 1-把程序改成 ADC1/3

// 2-換成其他的通道試一試

/*********************************************END OF FILE**********************/

void ADC_IRQHandler(void)

{

if( ADC_GetITStatus(ADC_x, ADC_IT_EOC) == SET)

  {

ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC_x);

}

ADC_ClearITPendingBit(ADC_x, ADC_IT_EOC);

}