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STM8S_005_ADC采集单通道电压

strongerHuang strongerHuang 2021-01-31

ADC更多强大的功能后续呈现
写在前面

和前面51系列的芯片相比,STM8S芯片的优势之一在于外设资源要丰富且功能要强大的多。因此,本文讲述STM8S的一项比较实用的功能:ADC采集电压。


在物联网的产品中,大多数传感器都使用了模数转换(ADC)这一功能。本文提供STM8两种转换模式:

Ø 单次软件触发

Ø 连续转换


本文将结合“STM8S参考手册”中ADC章节和软件源代码给大家讲述关于UART的基础知识和用法。


为方便大家阅读,本文内容已经整理成PDF文件:


ADC基础知识

ADC:Analog-to-Digital Converter,即模拟到数字的转换


STM8S提供的ADC1和ADC2是10位的逐次比较型模拟数字转换器。提供多达16个多功能的输入通道(实际准确的通道数量在数据手册的引脚描述说明)。 A/D转换的各个通道可以执行单次和连续的转换模式。


相对于ADC2, ADC1具有一些扩展功能,包括扫描模式,带缓存的连续模式以及模拟看门狗。请参考数据手册来了解不同产品型号的ADC1和ADC2的功能信息。


主要功能

ADC1和ADC2的功能如下:

● 10位的分辨率

● 单次和连续的转换模式

● 可编程的(转换频率的)预分频: fMASTER 可以被分频 2 到 18

● 可以选择ADC专用外部中断(ADC_ETR)或者定时器触发信号(TRGO)来作为外部触发信号

● 模拟放大 (对于具有VREF引脚的型号)

● 转换结束时可产生中断

● 灵活的数据对齐方式

● ADC 输入电压范围: VSSA ≤ VIN ≤ VDDA

 

ADC1具有以下扩展功能

● 带缓冲的连续转换模式

● 单次和连续转换的扫描模式

● 具有上限和下限门槛的模拟看门狗

● 模拟看门狗事件发生可产生中断


ADC 开-关控制

通过置位ADC_CR1寄存器的 ADON位来开启ADC。当首次置位ADON位时, ADC从低功耗模式唤醒。为了启动转换必须第二次使用写指令来置位ADC_CR1寄存器的位。


在转换结束时ADC会保持在上电状态,用户只需要置位ADON位一次来启动下一次的转换。


如果长时间没有使用ADC,推荐将ADC模块切换到低功耗模式来降低功耗,这可以通过清零ADON位来实现。


当ADC模块上电后,所选通道对应的I/O口输出模块是被禁用的。因此推荐在ADC上电之前要选择合适的ADC转换通道。


ADC时钟

ADC的时钟是由fMASTER时钟经过预分频后供给的。时钟的预分频因子是由 ADC_CR1寄存器的SPSEL[2:0]决定的。


通道选择

有多达 16 个外部输入通道。实际外部通道的数量取决于MCU 封装大小。

如果在一次转换过程中改变通道选择,那么当前的转换被复位同时一个新的开始指令脉冲被发送到ADC


转换模式

ADC支持5种转换模式:单次模式,连续模式,带缓存的连续模式,单次扫描模式,连续扫描模式。


软件工程源代码

1、关于工程

本文提供的工程代码是基于前面软件工程“STM8S-A04_UART基本收发数据”增加ADC修改而来。初学的朋友可以参看我前面对应的基础文章,那些文章讲的比较详细。

 

工程源代码主要实现功能:ADC单次软件触发采集电压、ADC连续转换采集电压

 

本文重点讲述关于ADC的内容:

ADC_InitializesADC初始化

ADC_Read读取电压

 

2.代码分析说明

A.ADC_Initializes:初始化

void ADC_Initializes(void)

{

  GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);

 

  ADC1_Init(ADC1_CONVERSIONMODE_SINGLE, ADC1_CHANNEL_3, ADC1_PRESSEL_FCPU_D2, \

            ADC1_EXTTRIG_TIM, DISABLE, ADC1_ALIGN_RIGHT, ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL3,\

            DISABLE);

 

  ADC1_Cmd(ENABLE);

}

 

GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT)初始化ADC通道引脚

这句比较简单,配置ADC对应的引脚为浮动输入模式。

 

ADC1_Init初始化ADC配置

ADC1_CONVERSIONMODE_SINGLE:单次转换(该参数可以为连续转换)

ADC1_CHANNEL_3:对应通道(具体查看数据手册)

ADC1_PRESSEL_FCPU_D2:时钟分频

ADC1_EXTTRIG_TIM:外部触发方式

DISABLE:是否使能该触发方式

ADC1_ALIGN_RIGHT:对齐方式(可以左右对齐)

ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL3:指定触发通道

DISABLE:是否使能指定触发通道

 

ADC1_Cmd(ENABLE)使能ADC.

 

B.ADC_Read:读取电压函数

uint32_t ADC_Read(void)

{

  uint8_t  i;

  uint16_t adc_value = 0;

  uint32_t adc_voltage = 0;

 

  for(i=0; i<4; i++)

  {

    ADC1_StartConversion(); 

    while(RESET == ADC1_GetFlagStatus(ADC1_FLAG_EOC));

    ADC1_ClearFlag(ADC1_FLAG_EOC);

 

    adc_value += ADC1_GetConversionValue(); 

  }

 

  adc_voltage = adc_value >> 2; 

  adc_voltage = (adc_voltage*3300) >> 10;

 

  return adc_voltage;

}

 

这里需要注意单次转换和连续转换的区别

单次转换就是每次都需要软件触发一下;

而连续则不需要软件每次都触发,只需要触发一次。

 

C.主函数功能

while(1)

{

  LED_ON;

  TIMDelay_Nms(500);

  LED_OFF;

  TIMDelay_Nms(500);

 

  voltage = ADC_Read();

  vol_buf[0] = (voltage/1000)%10 + '0';

  vol_buf[1] = (voltage/100)%10 + '0';

  vol_buf[2] = (voltage/10)%10 + '0';

  vol_buf[3] = (voltage)%10 + '0';

  UART1_SendNByte(vol_buf, 4);

}

 

本文提供例程是间隔1s读取ADC并通过UART串口打印的方式进行测试。故在这里使用了UART。


下载

STM8S资料:

 

软件源代码工程(STM8S-A05_ADCxxx):

 

提示:如果网盘链接失效,可以微信公众号“底部菜单”查看更新链接。 


最后

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