2019年11月18日 | STM8S——Analog/digital converter (ADC)

1、ADC1 and ADC2 are 10-bit successive approximation Anolog to Digital Converters.

所谓successive approximation，是逐次逼近的意思；

2、ADC分为ADC1和ADC2，ADC1的功能相比起ADC2更为强大，我们使用的是ADC1；

3、ADC有多种模式：（1）Single mode（2）Continuous mode（3）Buffered continuous mode（4）Single scan mode（5）Continuous scan mode

我们选用Continuous mode来实现，主要实现步骤：

（1）模式选择：

set CONT bit in the ADC_CR1 register (bit1)，表示选择Continuous型；

clear DBUF bit in the ADC_CR3 register (bit7)，表示no-buffering型的Continuous。

（2）转换配置：set EOCIE bit in the ADC_CSR register (bit 5)，表示EOC中断使能；

在转换完成之后，硬件会自动将EOC（End of Conversion）flag置1，表示一次转换完成，进入下一次转换时需要在代码中将其清0；

而EOCIE位是EOC 中断的使能位，当EOCIE为1时，允许EOC中断。

（3）开始转换：set ADON bit in the ADC_CR1 register (bit0)。

（4）转换完后的数据存放在ADC_DR register中，只需读取寄存器中的内容即可获得答案。

（5）停止转换：reset ADON bit，更直接的是将ADC_CR1 register赋值为0x00。

说明：

（*）DBUF=1（Buffered continuous mode）时，转换后的数据存放在ADC_DBxR（x=or 0...7 or 0...9）中；

而DBUF=0时，转换后的数据存放在ADC_DR中； 

（*）由于ADC1和ADC2都是10-bit，一个8bit的寄存器装不下，所以在数据存放寄存器ADC_DR中，分为ADC_DRH和ADC_DRL；

我们采用右对齐的方式（ADC1_ALIGN_RIGHT）存储转换后的数据；所以10bit中的低8bit（D7...D0）存放在ADC_DRL中；剩下的2bit（D9、D8）存放在ADC_DRH的低位中，ADC_DRH的其余位全置0。同样的ADC1_ALIGN_LEFT为左对齐方式。

说了这么多废话，其实只需要我们选择ADC1_ALIGN_RIGHT即可，其他操作都已经内部封装好了。

4、（软件部分）根据以上步骤开始编程：

（1）首先申请一个PIN脚给ADC，我们申请E6脚（第24脚）

　　GPIO_Init(GPIOE, GPIO_PIN_6, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);；

（2）初始化ADC的各类寄存器，清零；

（3）配置ADC1：

//1.Continuous conversion mode

//2.specifies 9 channels to convert

//3.Prescaler selection fADC1 = fcpu/2

//4.Conversion from Internal TIM1 TRGO event

//5.ADC1_ExtTrigger DISABLE

//6.Data alignment right

//7.Schmitt trigger disable on AIN9

//8.ADC1_SchmittTriggerState DISABLE

ADC1_Init(ADC1_CONVERSIONMODE_CONTINUOUS, ADC1_CHANNEL_9, ADC1_PRESSEL_FCPU_D2,

　　　　ADC1_EXTTRIG_TIM, DISABLE, ADC1_ALIGN_RIGHT, ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL9,

　　　　DISABLE);

（4）允许EOC中断，即将EOCIE置1，即ADC_CSR赋值为(uint8_t)0x20或(uint16_t)0x020；

（5）打开通用中断：enableInterrupts()；

（6）开始转换：将ADON置1，即ADC_CR1赋值为(uint8_t)0x01；

 1 void main(void)

 2 { 

 3   /*  Init GPIO for ADC1 */

 4   GPIO_Init(GPIOE, GPIO_PIN_6, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT); //pin E6 ,24

 5   

 6   /* De-Init ADC peripheral*/

 7   ADC1_DeInit(); //reset registers

 8 

 9   /* Init ADC1 peripheral */

10   ADC1_Init(ADC1_CONVERSIONMODE_CONTINUOUS, ADC1_CHANNEL_9, ADC1_PRESSEL_FCPU_D2,

11             ADC1_EXTTRIG_TIM, DISABLE, ADC1_ALIGN_RIGHT, ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL9,

12             DISABLE);

13 

14   /* Enable EOC interrupt */

15   ADC1_ITConfig(ADC1_IT_EOCIE, ENABLE);

16 

17   /* Enable general interrupts */  

18   enableInterrupts();

19   

20   /*Start Conversion */

21   ADC1_StartConversion();

22 }

主函数

（7）中断处理，当EOC被硬件置1并产生中断，触发INTERRUPT_HANDLER(ADC1_IRQHandler, 22)

中断便是传输结束，所以这时我们应该读取数据并且重置EOC准备下一次转换；

读取数据：ADC1_GetConversionValue(void)，内部函数，根据设置的左（右）对齐方式，返回一个16位的转换后的数据；

清除EOC：将EOC重新写0；

（8）到这里已经完成了所有的操作，由于我们选用的是Continuous mode，所以只要我们没有将ADON写回0，转换就不会停，一轮接一轮的循环下去；

但为了便于我们观察，可以在每一轮之后将ADON写0（在中断中写），这样在主函数里设置一个断点，并查看16位的返回值就可以观察到结果。

 1 INTERRUPT_HANDLER(ADC1_IRQHandler, 22)

 2  {

 3    /* Get converted value */

 4    Conversion_Value = ADC1_GetConversionValue();

 5 

 6    /* Clear EOC */

 7    ADC1_ClearITPendingBit(ADC1_IT_EOC);

 8    

 9    /* Stop Continuous Conversion */

10    ADC1->CR1 = 0x00;

11  }

中断函数

5、硬件部分：

（1）将STM8S105单片机的第24脚外接一个10K的电阻，再由电阻另一端接一根导线；由接地端再接出一根导线，将两条导线分别接入稳压电源器的正负极；

（2）设置断点并运行程序，调节稳压电源器的电压（0-5V），可以发现不同的电压值会对应一个不同的16bit数；

（3）平均每增加0.05V，示数会增加一个10。

注意：24脚外一定要接一个电阻保护电路，否者在打开稳压电源器的瞬间，可能因为瞬间电流过大而击穿单片机。

我是照着一个ADC2的例子修改实现本次实验的，ADC2有的函数ADC1都有，而写ADC1实现得更多，所以在将ADC2改成ADC1时，存在着很多陷阱（函数参数、中断类型等）；

但是真正弄明白我们需要拿ADC1实现什么， 又需要对ADC1做什么操作后，这些陷阱还是可以慢慢爬出来的；

ADC1能实现的东西还有很多，比如Buffered continuous mode、analog watchd等，由于我们的实验没有用到，就先不做说明。