第七部分：1. STM32之ADC实验--单通道实验(滑动变阻器调节电压)
主要利用一个模拟量的电位器来实时改变电压值，通过STM32自带的ADC通道来采集这个数据，并打印出来！本实验是单通道实验
一句话，学完STM32，我就往南走，我的工资只有5000.~~~~Whappy
实验代码：
AD.c
#include "stm32f10x.h" // Device headervoid AD_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE); //开启ADC1的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //配置ADC时钟分频器 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //ADC模拟输入模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//配置规则组的输入通道ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);//配置ADC1模1块初始化ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right ;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent ;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);/*
ADC_ContinuousConvMode = DISABLE关闭连续转换模式。ADC在每次触发时仅进行一次转换，转换完成后停止，适用于单次采样的场合。
ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right数据右对齐。ADC转换结果存储时，低位对齐方式，通常选择右对齐便于读取和处理。
ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None外部触发关闭。ADC转换不依赖外部触发源，适用于单次软件触发或内部定时触发的场景。
ADC_Mode = ADC_Mode_Independent独立模式。ADC模块工作在独立模式下，不与其他ADC模块联动。
ADC_NbrOfChannel = 1仅采样一个通道。配置当前ADC转换序列中包含的通道数量为1，适用于单通道采样的情况。
ADC_ScanConvMode = DISABLE关闭扫描转换模式。ADC仅对一个通道进行采样，不自动扫描多个通道。
*/ //中断//模拟看门狗//开启ADC电源ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//ADC校准ADC_ResetCalibration(ADC1);while((ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET));ADC_StartCalibration(ADC1);while((ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)) == SET);}//启动转换，获取结果uint16_t AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);while((ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC) == RESET));return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}这段代码实现了在STM32F10x系列单片机中初始化并配置ADC（模数转换器），并通过软件触发启动ADC转换并获取结果。下面逐行分析代码：
1. 初始化ADC相关硬件
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RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); // 开启ADC1的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 开启GPIOA的时钟 RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); // 配置ADC时钟分频器
RCC_APB2PeriphClockCmd()：这两个函数调用用于开启ADC1和GPIOA的时钟，使得这些外设能够正常工作。RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6)：配置ADC的时钟源和分频器，RCC_PCLK2_Div6表示将PCLK2时钟分频为6，用于给ADC提供时钟。ADC通常需要较低的时钟频率，避免过快的采样导致精度下降。
2. GPIO配置
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GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; // 设置为模拟输入模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // 配置PA0（GPIOA的第0引脚） GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 设置引脚的最大输出速度 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOA的引脚
- 通过这些设置，配置PA0（GPIOA的第0引脚）为模拟输入模式，供ADC进行采样。模拟输入模式意味着该引脚不会输出数字信号，而是用于接收模拟信号。
3. 配置ADC的转换通道
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ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig()：配置ADC的常规通道（Regular），并指定使用的通道和采样时间。ADC_Channel_0表示使用通道0（即PA0引脚连接的模拟信号）。1表示该通道在转换序列中的位置（第1个通道）。ADC_SampleTime_55Cycles5表示采样时间为55.5个时钟周期，这在采样较慢的信号时可以提高精度。
4. 初始化ADC
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ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
ADC_ContinuousConvMode = DISABLE：关闭连续转换模式。每次触发时，ADC仅进行一次转换，完成后停止，适合单次采样。ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right：设置ADC数据右对齐，这样在读取时可以直接获取较低的位，便于处理。ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None：关闭外部触发信号，表示ADC转换不依赖外部信号触发，而是由软件或其他方式启动。ADC_Mode = ADC_Mode_Independent：选择独立模式，表示ADC1单独工作，不与其他ADC模块联动。ADC_NbrOfChannel = 1：配置ADC转换序列中只有一个通道。ADC_ScanConvMode = DISABLE：关闭扫描模式，表示ADC仅会转换一个通道。
5. ADC电源开启和校准
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ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); // 启动ADC1 ADC_ResetCalibration(ADC1); // 复位ADC1的校准 while ((ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET)); // 等待校准复位完成 ADC_StartCalibration(ADC1); // 启动校准 while ((ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)) == SET); // 等待校准完成
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE)：启用ADC1，使ADC模块开始工作。ADC_ResetCalibration(ADC1)：复位ADC的校准寄存器，清除可能的校准数据。ADC_StartCalibration(ADC1)：启动ADC的校准过程，确保转换结果的精确性。- 等待校准完成：
while ((ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)) == SET)等待校准完成，确保ADC在进行实际采样前已被校准。
6. 获取ADC值
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uint16_t AD_GetValue(void) { ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 启动ADC转换 while ((ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET)); // 等待转换完成 return ADC_GetConversionValue(ADC1); // 返回ADC转换结果 }
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE)：通过软件启动ADC1的转换。while ((ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET))：等待转换完成。ADC_FLAG_EOC是"End of Conversion"标志，表示ADC转换结束。当该标志被置位时，转换完成。return ADC_GetConversionValue(ADC1)：返回ADC的转换结果。
总结
- 这段代码初始化并配置了STM32F10x的ADC1，将其设置为单通道（PA0），并进行校准。
- 通过
AD_GetValue()函数启动ADC转换并返回转换结果。 - 整个过程包括了开启时钟、配置GPIO、初始化ADC、启动ADC转换及等待转换完成，确保ADC可以用于后续的模拟信号采样。
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"uint16_t Value;
float Voltage;int main(void)
{OLED_Init();AD_Init();OLED_ShowString(1,1,"Value:");OLED_ShowString(2,1,"Voltge:0.00V");while (1){Value = AD_GetValue();Voltage = (float)Value / 4095 * 3.3 ;OLED_ShowNum(1,7,Value,4);OLED_ShowNum(2,8,Voltage,1);OLED_ShowNum(2,10,(uint16_t)(Voltage * 100) % 100,2);Delay_ms(100);}
}
这个主函数结合了前面分析的ADC初始化、获取ADC值并显示到OLED屏幕上的功能。具体来说，代码使用OLED显示屏来实时显示ADC的数字值以及对应的电压值。
代码解析
- 头文件包含：
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#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" // 延时函数库 #include "OLED.h" // OLED显示库 #include "AD.h" // ADC驱动库
stm32f10x.h：STM32F10x的设备头文件，包含所有外设的定义和函数声明。Delay.h：延时函数头文件，包含用于延时的函数，例如Delay_ms。OLED.h：OLED显示相关函数头文件，包含初始化、显示数字、字符串等功能。AD.h：ADC相关函数头文件，包含ADC初始化和获取ADC值的函数。
- 全局变量声明：
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uint16_t Value; // 用于存储ADC转换的原始值 float Voltage; // 用于存储电压值（计算得到）
main()函数初始化：
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int main(void) { OLED_Init(); // 初始化OLED显示屏 AD_Init(); // 初始化ADC OLED_ShowString(1,1,"Value:"); // 在OLED屏幕的第一行显示"Value:" OLED_ShowString(2,1,"Voltge:0.00V"); // 在OLED屏幕的第二行显示"Voltage:0.00V" while (1) { Value = AD_GetValue(); // 获取ADC的转换值 Voltage = (float)Value / 4095 * 3.3 ; // 将ADC值转换为电压值，假设参考电压是3.3V，12位ADC分辨率为4095 // 显示ADC值 OLED_ShowNum(1,7,Value,4); // 将Value以4位数字显示在OLED的第1行第7列 // 显示电压值 OLED_ShowNum(2,8,Voltage,1); // 显示电压的整数部分（1位） OLED_ShowNum(2,10,(uint16_t)(Voltage * 100) % 100,2); // 显示电压的小数部分（2位） Delay_ms(100); // 延时100ms，防止屏幕更新过快 } }
代码详细解析
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OLED 初始化：
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OLED_Init();OLED_Init()初始化OLED显示屏，设置显示模式、清空屏幕等。
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ADC 初始化：
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AD_Init();AD_Init()函数初始化ADC，包括时钟配置、GPIO配置、ADC配置等（前面已经详细分析过）。
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OLED 显示字符串：
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OLED_ShowString(1, 1, "Value:"); OLED_ShowString(2, 1, "Voltge:0.00V");OLED_ShowString(1, 1, "Value:")在OLED屏幕的第1行第1列显示"Value:"，用于显示ADC的原始值。OLED_ShowString(2, 1, "Voltge:0.00V")在第2行第1列显示"Voltage:0.00V"，用于显示电压值。
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主循环：
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while (1) { Value = AD_GetValue(); // 获取ADC值 Voltage = (float)Value / 4095 * 3.3; // 将ADC值转换为电压值 OLED_ShowNum(1, 7, Value, 4); // 显示ADC原始值 OLED_ShowNum(2, 8, Voltage, 1); // 显示电压值的整数部分 OLED_ShowNum(2, 10, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2); // 显示电压值的小数部分 Delay_ms(100); // 延时100ms }AD_GetValue()函数通过ADC获取一个模拟信号的数字值，返回一个12位的ADC转换值，范围从 0 到 4095。- ADC到电压的转换：
- 由于ADC的最大值为 4095（12位分辨率），而参考电压为 3.3V，使用公式： Voltage=Value4095×3.3\text{Voltage} = \frac{\text{Value}}{4095} \times 3.3Voltage=4095Value×3.3
- 计算得到的电压值被存储在
Voltage变量中。
- OLED显示：
OLED_ShowNum(1, 7, Value, 4)：显示ADC值，显示位置是第1行第7列，最多显示4位数字（Value是一个uint16_t，即0到4095范围）。OLED_ShowNum(2, 8, Voltage, 1)：显示电压的整数部分，显示位置是第2行第8列，显示1位数字。OLED_ShowNum(2, 10, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2)：显示电压的小数部分，显示位置是第2行第10列，显示2位数字。
- 延时：
Delay_ms(100)用于延时100ms，防止OLED屏幕刷新过快，使得显示的内容更容易被人眼观察。
总结
- 功能：这个主程序通过获取ADC1的值并将其转换为电压值，显示在OLED屏幕上。通过持续读取ADC值并转换成电压值，不断更新OLED显示，实时显示采样的模拟信号的数值和电压。
- OLED显示：在OLED屏幕上显示了ADC值和电压值，电压值保留两位小数，且实时更新。
- ADC的精度：假设使用的是12位ADC（分辨率为4095），通过将读取到的数字值映射到3.3V的电压范围来显示实际电压。
可改进的地方
- 电压计算：可以在电压计算中加入更高精度的浮点计算，确保显示的电压值准确。
- 数据刷新：可以增加ADC转换触发的频率，使得显示的电压值更新更快，适应不同应用场景。
- OLED显示优化：如果显示的内容较多，可以考虑增加滚动或分页显示等功能。