一、ADC 外设使用原理
1. ADC 基本特性
分辨率与数值范围：
STM32 的 ADC 为 12 位精度，满量程对应数值为 212=4096。输入电压与转换值的关系为：电压值=4096ADC 值×3.3V
例如，当 ADC 值为 4096 时，对应输入电压为 3.3V。
转换时间计算：
总转换时间 Tconv 由采样时间和固定周期组成：Tconv=采样时间+12.5个时钟周期
若 ADC 时钟频率为 14 MHz，采样时间设为 1.5 周期，则：Tconv=(1.5+12.5)×14MHz1=1μs采样时间与精度的权衡：采样时间越长，精度越高，但转换速率越低。
时钟配置：
ADC 时钟（ADCCLK）需通过 APB2 时钟分频得到，且最高不超过 14 MHz（否则精度下降）。例如，APB2 时钟为 72 MHz 时，可通过 6 分频（/6）得到 12 MHz 的 ADCCLK。
2. 数据存储与对齐方式
寄存器结构：ADC 转换结果存储在 16 位寄存器中，支持右对齐和左对齐：
右对齐：低 12 位为有效数据（D11~D0），高 4 位补 0，范围为 0~4095。左对齐：高 12 位为有效数据（D15~D4），低 4 位补 0，适用于需要移位运算的场景。
多通道采集：
规则组：常规转换通道，支持扫描模式（依次转换多个通道）。注入组：优先级高于规则组，用于紧急通道（如中断触发的转换）。
二、ADC 中断原理
1. 中断触发条件
转换完成事件（EOC）：单个通道或规则组转换完成后触发中断。注入转换完成事件：注入组通道转换完成后触发。溢出事件：转换数据未及时读取导致溢出时触发。
2. 中断处理流程
使能中断功能：通过 HAL_ADC_Start_IT() 启动中断模式。注册回调函数：
HAL_ADC_ConvCpltCallback()：转换完成时调用。HAL_ADC_ErrorCallback()：错误发生时调用。
中断服务函数：STM32 自动调用 HAL_ADC_IRQHandler()，该函数会触发注册的回调函数。
3. 与 DMA 结合使用
DMA 中断：当 DMA 搬运完指定数量的数据时，触发 DMA 传输完成中断（如 DMA1_FLAG_TC1）。中断优化：在 DMA 中断中仅置位标志位（如 adc_complete_flag），主程序通过标志位处理数据，避免中断服务函数耗时过长。
三、ADC 使用方法总结
1. 初始化配置步骤
使能时钟：
使能 ADC 对应总线时钟（如 APB2 时钟）和 GPIO 时钟。示例：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
GPIO 配置：
将输入引脚设为模拟输入模式（如 GPIO_Mode_AIN）。
ADC 基础配置：
设置分辨率（12 位）、数据对齐方式（右对齐为主）。配置转换模式：
单次转换：转换一次后停止，需软件重新触发。连续转换：持续循环转换，适用于实时采集。
启用扫描模式（多通道时），设置规则组通道数及采样时间。
时钟与预分频：
通过 ADC_Prescaler 配置分频系数，确保 ADCCLK ≤ 14 MHz。
中断 / DMA 配置（可选）：
中断模式：启用 ADC 中断，注册回调函数。DMA 模式：配置 DMA 通道、传输方向（外设到内存）、数据长度等。
2. 数据采集方式
方式特点适用场景轮询（Polling）阻塞式等待转换完成，通过 HAL_ADC_PollForConversion() 查询状态。简单单通道采集，对实时性要求不高。中断（IT）非阻塞式，转换完成后触发中断，通过回调函数处理数据。多任务系统，需及时响应转换结果。DMA非阻塞式，自动搬运数据到内存，支持连续采集和环形缓冲区。高速多通道采集，大数据量场景。
3. 关键函数
启动转换：
轮询：HAL_ADC_Start(&hadc1);中断：HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);DMA：HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, pData, Length);
读取数据：HAL_ADC_GetValue(&hadc1);（轮询 / 中断模式）。DMA 配置：设置外设地址（如 ADC1_DR_Address）和内存地址，启用连续传输模式。
四、应用示例
示例 1：单通道轮询采集（温度测量）
c
运行
// 声明变量
uint16_t AD_Value = 0;
float temperature = 0.0f;
// 主循环
while (1) {
HAL_ADC_Start(&hadc1); // 启动 ADC 转换
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); // 等待转换完成（超时 50ms）
if (HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC)) {
AD_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); // 读取转换值
// 温度计算（假设传感器公式：T = (1.43 - V)/0.0043 + 25）
temperature = (1.43f - (AD_Value * 3.3f / 4096)) / 0.0043f + 25.0f;
printf("Temperature: %.1f°C\r\n", temperature);
}
HAL_Delay(1000); // 延时 1s
}
示例 2：多通道 DMA 采集（规则组 2 通道，环形缓冲区）
初始化配置：
启用扫描模式，规则组通道数设为 2，DMA 配置为连续传输、环形模式。定义内存缓冲区：uint16_t ADC_Buffer[256][2] = {0};（256 组数据，每组 2 通道）。
DMA 启动代码：
c
运行
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)ADC_Buffer, sizeof(ADC_Buffer)/sizeof(uint16_t));
DMA 中断处理：
c
运行
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void) {
if (DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)) { // 传输完成中断
DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);
adc_dma_complete = 1; // 置位标志位
}
}
主程序处理数据：
c
运行
while (1) {
if (adc_dma_complete) {
adc_dma_complete = 0;
// 处理 ADC_Buffer 中的数据（如滤波、计算平均值等）
}
}
五、注意事项
时钟频率限制：确保 ADCCLK ≤ 14 MHz，否则精度下降。采样时间设置：多通道采集时，每个通道需单独设置采样时间，长采样时间可提高精度。DMA 与中断协同：DMA 中断仅用于标志位通知，数据处理应在主循环中完成，避免中断阻塞。电源与滤波：模拟输入引脚需加滤波电容（如 0.1 μF），减少噪声干扰。
通过合理配置 ADC 时钟、采样时间及中断 / DMA 模式，可灵活适配不同采集需求，实现高精度、高效率的数据采集。
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