ADC （Analog to Digital Converter）：模数转换器，它负责将模拟信号转化为数字信号。

1.概述

对于我们的STM32F103来说，它拥有3个ADC器件，其中每个ADC都是12位的精度。每个ADC器件都拥有18个通道，分别为16个外部通道和2个内部通道，这里说的通道就是ADC采集的信号源头。需要注意的是，尽管我们每个ADC都拥有16个外部通道，但是并不是我们STM32F103的ADC就能够采集48个外部通道的信息，因为这三个ADC共用了21个外部通道，这意味着什么呢？意味着同一信号，我们可以使用这三个ADC并行采集它，当然了这是后话。ADC采集得到的结果存储在ADC_DR这个寄存器里面，注意这个寄存器如果使用DMA搬运数据的话，那么这个寄存器的地址就是源头。关于采集数据需要注意的几点：1.位数：因为这里的ADC是32位的，所以说采集结果是12位的数据，但是我们规定将这12位的数据存储到寄存器的16位之中；2.存储方式：左对齐还是右对齐的问题，由于我们的机器是32位的，所以寄存器单元也就是32位，那么这16位数据是存储在高16位呢还是低16位呢？答案就是由开发人员配置。可高可低。

ADC的时钟是经过PCLK2分频产生的，这说明了什么，说明ADC是APB2的外设。需要注意的是，对于我们的STM32F103来说，规定最高时钟的频率不得超过14mhz。说到时钟问题，我们知道对于我们的STM32F103来说，它的时钟频率默认是72mhz的，而对于我们的高速外设APB2桥来说，它的时钟信号是PCLK2，而PCLK2默认就是SYSCLK系统时钟也就是72mhz。但是前面也说了我们的adc器件所支持的最高时钟频率也就是14mhz，因此需要分频了。而关于分频那也是后话，详见后文。

分辨率：12位的分辨率，不能直接测量负电压。最小量化单元LSB=VREF+ / 4096

转换时间：由于ADC的时钟频率是可配置的，所以说采样时间也是可以修改的。规定采样一次至少需要14个时钟周期，而ADC的时钟频率最高又为14mhz。所以说采样时间最小为：14 x 1 / 14 us = 1us。

2.工作流程分析

ADCX_IN0~ADCX_IN15是ADC器件的外部输入通道，即连接到了某些GPIO引脚。ADC器件要受到触发信号才会开始转换，比如说EXTI外部中断触发，定时器触发，或者是软件触发。当ADC器件受到触发信号之后，就会在ADCCLK时钟的驱动下对输入通道的信号进行采样，并且进行模数转换。

模数转换之后得到的结果存储在ADC_DR外设寄存器之中，我们可以通过CPU指令或者DMA将这个数据读取到内存里面。对于DMA来说，也就是模数转换之后，可以触发DMA请求。

3.ADC_InitTypeDef结构体介绍

部分复用功能-参阅STM32数据手册

typedef struct{
  uint32_t ADC_Mode;
  uint32_t ADC_DataAlign;
  uint8_t ADC_NbrOfChannel;
  uint32_t ADC_ExternalTrigConv;
  FunctionalState ADC_ScanConvMode;
  FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;
} ADC_InitTypeDef

下面介绍一下各个成员的作用：

1.ADC_Mode：设置ADC的工作模式，我们知道STM32有三个ADC器件，这三个器件又共用21个通道，因此难免出现这种情况：多个ADC采集同一个输入通道的情况，那么问题来了该如何协调他们之间的工作方式呢？答案就是使用ADC_Mode设置模式。

2.ADC_DataAlign：设置数据对齐方式。我们知道ADC精度是12位，规定作16位存储，所以对于我们的32位机器来说，这采集得到的数据被存储在ADC_DR寄存器的高16位或者低16位（取决于是规则组还是注入组）。问题是我们的数据只有12位，所以这就带来了一个问题，这12位数据是左对齐还是右对齐。在STM32中，我们可以选择是左对齐还是右对齐。所谓右对齐（不论是规则组还是注入组），DATA0对应存储器的最低地址在这里就是DR0或者DR16，剩余的位注入组填SEXT,规则组填0。而对应左对齐那就稍许复杂，规则组好说就是DATA11对应就是DR15，剩余位填0；注入组是DATA11对应DR30,DR31填的是SEXT，剩余位填0。

3.ADC_NbrOfChannel：设置要采集多少个通道，我们知道我们STM32的ADC可以采集16个外部通道以及2个内部通道。这里成员的最大值并不是18个，而是16个。

4.ADC_ExternalTrigConv：设置是否使用外部中断触发信号。我们知道ADC当受到触发信号的时候才会开始工作，其中触发信号可以是外部中断或者是软件控制触发。

5.ADC_ScanConvMode：当我们希望使用某个ADC器件对多个通道进行数据采集的时候，我们就需要把这个ADC器件配置为按一定的顺序来对这多个通道进行扫描转换，即轮流采集各个通道的值。也就是说，如果是采集多个通道的话，那么必须开启这个模式，后面接着利用其它函数进行采集顺序的配置。如果只是采集一个通道的话，那么就不需要开启这个模式了，值设置为DISABLE即可。

6.ADC_ContinuousConvMode：是否开启连续转换模式。连续转换模式意味着：当上一次 ADC转换完成后，立即开启下一次转换。

参阅STM32库件库使用手册，我们可以明白各个成员可取的值以及各个值所代表的意义：

1.ADC_Mode

ADC_Mode可取的值

2.ADC_DataAlign

3.ADC_NbrOfChannel：[1,16]

4.ADC_ExternalTrigConv

ADC_ExternalTrigConv成员可取的值

5.ADC_ScanConvMode：规定了ADC是工作在扫描模式（多通道）还是单通道模式，即分别对应ENABLE和DISABLE。

6.ADC_ContinuousConvMode：规定了是循环采集还是只采集一次。分别对应ENABE和DISABLE。

4.库函数使用方式

时钟树-STM32中文数据手册

是这样的，并不是说将ADC_InitTypeDef对象填充完毕了接着调用ADC_Init(ADCX,&ADC_InitStructure)然后再调用ADC_Cmd(ADCX,ENABLE)，要希望ADC以正确的方式工作的话那么还得做额外的一些工作。分别是下面这些工作：

• 1.设置好ADC的时钟信号频率，时钟信号频率越高则采样时间越小。通过前面的学习我们知道ADC的一次工作流程至少要14个周期，ADC的时钟信号的最高频率是14mhz。所以说ADC采样时间最少也就是1s了。这里提到了ADC的时钟信号频率的问题，那么问题来了如何配置呢？
  答案就是利用RCC_ADCCLKConfig()。这个函数所接受的参数就是分频因子，从上图我们可以看出ADC的时钟来源是APB2外设时钟，所接受的分频因子有2，4，6，8。对应的参数值分别是RCC_PCLK2_Div2,......,RCC_PCLK2_Div8。很显然，72除上面的这些分频因子是得不到最高频率14mhz的。那么问题来了要如何得到呢？答案就是将APB2的时钟配置为56mhz，接着ADC再4分频。那么问题来了如何将APB2的时钟配置为56mhz呢？很简单，修改system_stm32f10x.c文件的如下宏定义即可：

#if defined (STM32F10X_LD_VL) || (defined STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)
/* #define SYSCLK_FREQ_HSE    HSE_VALUE */
 #define SYSCLK_FREQ_24MHz  24000000
#else
/* #define SYSCLK_FREQ_HSE    HSE_VALUE */
/* #define SYSCLK_FREQ_24MHz  24000000 */ 
/* #define SYSCLK_FREQ_36MHz  36000000 */
/* #define SYSCLK_FREQ_48MHz  48000000 */
#define SYSCLK_FREQ_56MHz  56000000 
//#define SYSCLK_FREQ_72MHz  72000000
#endif

• 2.配置好了ADC的时钟信号频率后，我们可以接着着手第二步工作：配置工作通道，我们知道ADC器件有16个外部通道，2个内部通道。那么究竟该让ADC工作与哪个通道呢？所以我们需要使用ADC_RegularChannelConfig()函数来完成具体通道的配置工作。下面我们来看看ADC_RegularChannelConfig()函数的签名：

void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef *ADCX,
      uint8_t ADC_Channel_X,
      uint8_t Rank,
      uint8_t ADC_SampleTime
)

下面解释一下函数的具体参数意义：
ADC_ChannelX，其中X属于[0,17]。因为ADC器件有16个外部通道，2个内部通道嘛，至于到底是哪个通道得看端口复用情况。
Rank属于[1,16]，我们再前面提到了一个ADC_InitTypeDef结构体成员：ADC_ScanConvMode，这个成员可以开启扫描模式即多通道模式，那么问题来了如何协调这多个通道之间的采集顺序呢？答案就是这里的Rank了，前面我们也提到过只有16个通道可能并行被采集。所以这里的Rank的值就是属于[1,16]。Rank即排名，所以值越小那么越先被ADC采集。
ADC_SampleTime：配置本通道的采样周期。通过前面我们了解到了通道的采样周期最小为14个周期，那么是不是这里的最小值也为14呢？不是这样的。看采样周期数的计算公式：
采样周期=ADC_SampleTime + 12.5
所以说ADC_SampleTime的最小值是1.5，下面把这个参数所有可选值给列举出来：1.5，7.5，13.5，28.5，41.5，55.5，71.5，239.5。用如下形式的值表示：
ADC_SampleTime_xCycles5，其中x就是上面列举出来的整数部分。

• 3.是不是经过RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Divx);和ADC_RegularChannelConfig(ADCX,ADC_ChannelX,Rank,ADC_SampleTime_xCycles5)；这两个函数就ok了呢？答案是不是这样的。。。还需要开启DMA搬运许可ADC_DMACmd(ADCX, ENABLE);接着在使能ADC器件ADC_Cmd(ADCX, ENABLE);接着我们可以加入可选的ADC自检验代码，以使得转换结果更为的精确，这部分代码如下：

ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

到了这一步ADC的配置工作就基本完成了，我们只需要产生触发信号让ADC工作了，比如说产生外部中断或者软件中断，如果是利用软件中断来驱使ADC器件工作的话，那么就使用ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCX, ENABLE)函数。

到了这个时候就真正OK了。

所以整个代码流程大致就是这样的：

void ADC_Config(void)
{
  ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  //开启ADC时钟以及复用功能是ADC通道的那个GPIO的时钟，ADC都是APB2外设
  RCC_APB2PeriphClockCmd(APB2Periph_ADCX | APB2Periph_GPIOX, ENABLE);
  //配置GPIO作为ADC通道，由于是默认的复用功能所以无需开启AFIO时钟
  //配置GPIO为输入模式，注意一定得是GPIO_Mode_AIN模拟输入
  //配置好了GPIO_Init即可。
  
  //配置ADC，第一步是填充结构体
  ADC_InitStructure.ADC_Mode = ;
  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ;
  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = ;
  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ;
  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ;
  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ;
  ADC_Init(ADCX, &ADC_InitStructure);
  RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_DivX);
  ADC_RegularChannelConfig(ADCX,ADC_Channel_X,Rank,ADC_SampleTime_xCyces5);
  ADC_DMACmd(ADCX, ENABLE);
  ADC_Cmd(ADCX, EANBLE);
  //ADC自校验
  ADC_ResetCalibration(ADC1);
  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
  ADC_StartCalibration(ADC1);
  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
  //产生触发信号让ADC开始工作
  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADCX, ENABLE);
}

END