2021年09月16日 | STM8单片机ADC单次扫描模式

  当STM8单片机使用ADC功能读取多个通道的值时，可以使用单次模式，采样完一个通道之后，重新初始化另一个通道，然后采样，采样完成后继续重新初始化切换下一个通道。但是这样采样起来太麻烦。STM8单片机提供了一个扫描模式，可以依次按照顺序采样多个通道的值，多个通道全部采样完成后，会置位标志位，这样就可以一次性将多个通道的值全部读出来。

  其中官方文档介绍如下：

  从文档中可以看出，采样都是从0通道开始的，比如想采样3个通道值，那么采样的通道号就为0—3。如果想采样3、4通道，那么也得从0通道开始，也就是说要从0通道开始扫描到4通道，就算0、1、2通道不用，它也会扫描，就这一点不好。

  单次采样的时候，ADC_CSR寄存器中的通道号指的是要采样的通道号，要采样那个通道就设置为几，而在扫描模式下，这个通道号指的是要扫描的最大通道号，扫描都是从0通道开始。这里设置时要注意。

  单次扫描模式的配置其实也很简单，只是比单次模式多了一个开启扫描的设置。下面直接通过寄存器来说明单次扫描模式的设置方法。

  首先看ADC_CSR寄存器，这个寄存器里面只需要设置一个通道转换位，这个通道指的是扫描的最大通道。在单次模式下这个通道指的是要读取的通道值，而在扫描模式下，这个通道指的是，最大扫描通道数。扫描都是从0通道开始。EOC位是转换结束标志位，这个在初始化的时候不用设置，只是在读取数据的时候通道判断这个位来读取。

  接下来看ADC_CR1寄存器，这个寄存器要设置的只有一个，就是ADON位，用来控制ADC的转换开关，为1时启动转换功能，为0时关闭转换功能。预分频位和单次转换模式默认值都为0，刚好符合我们的需求，也就是默认2分频，单次转换模式。

  接下来看ADC_CR2寄存器，这个寄存器必须设置的位其实只有一个，就是要要使用扫描模式必须设置SCAN位为1，其他位使用默认值就行。如果数据对齐方式使用左对齐的话，就不用设置。这里使用的是数据右对齐，所以需要将ALIGN位也设置为1.其他位默认为0.

  最后就是这个ADC_TDR寄存器，用来禁止施密特触发器，主要是用来降低单片机功耗。当然这个寄存器不用设置也可以。如果要设置的话，使用了哪几个ADC通道，就将对应的通道位置1就行。

  下面就可以开始编写代码了：

#include "adc.h"

#include "main.h"

#include "led.h"

_Bool ADC_flag = 0;                     //ADC转换成功标志

u16 ADC_DB[10] = {0};

u16 adc_data[5] = {0};

//AD通道引脚初始化

void ADC_GPIO_Init( void )

{

    PD_DDR &= ~( 1 << 2 );              //PD2 设置为输入

    PD_CR1 &= ~( 1 << 2 );              //PD2 设置为悬空输入

    PD_DDR &= ~( 1 << 3 );              //PD3 设置为输入

    PD_CR1 &= ~( 1 << 3 );              //PD3 设置为悬空输入

    PC_DDR &= ~( 1 << 4 );              //PC4 设置为输入

    PC_CR1 &= ~( 1 << 4 );              //PC4设置为悬空输入

}

//设置为 单次扫描模式

//ch 为ADC通道 连续转换AIN0---AINch 通道的数据

void ADC_CH_Init( u8 ch )

{

    char l = 0;

    ADC_GPIO_Init();    

    ADC_CR1 &= ~( 7 << 4 );   //预分频 2

    ADC_CR2 &= ~( 1 << 6 );   //不使用外部触发

    //禁止 AIN2 AIN4 的施密特触发器，降低 IO 静态功耗  PD5,PD6 上的通道如果施密特方式禁用会导致串口无法收发数据！

    ADC_TDRL |= ( 1 << 2 );

    ADC_TDRL |= ( 1 << 3 );

    ADC_TDRL |= ( 1 << 4 );

    ADC_CR1 &= ~( 1 << 1 );   //单次转换

    ADC_CSR |= 0x04;          //配置通道号最大的那个

    ADC_CR2 |= ( 1 << 3 );    //右对齐

    ADC_CR1 |= ( 1 << 0 );    //开启 ADC

    ADC_CR2 |= ( 1 << 1 );    // SCAN = 1 开启扫描模式

    //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ADON位。

    for( l = 0; l < 10; l++ );  //延时，保证ADC模块的上电完成 至少7us

    ADC_CR1 |= ( 1 << 0 );      //再次将CR1寄存器的最低位置１ 使能ADC 并开始转换

}

u16 ain2_val = 0,ain3_val = 0,ain4_val = 0;

//读取采样电压值

u16 ReadVol_CHx( void )

{

    u16 voltage = 0;

    u16 temph = 0;

    u8 templ = 0;

    while( 1 )

    {

        LED = !LED;             //程序运行一圈耗时 15us           

        while( ( ADC_CSR & 0x80 ) == 0 );      //等待转换结束  等待时间为 4us

        ADC_CSR &= ~( 1 << 7 );               // 转换结束标志位清零  EOC

        //读取 AIN2 的值

        templ = ADC_DB2RL;

        temph = ADC_DB2RH;

        temph = ( u16 )( templ | ( u16 )( temph << ( u16 )8 ) );

        ain2_val =  temph;

        //读取 AIN3 的值

        templ = ADC_DB3RL;

        temph = ADC_DB3RH;

        temph = ( u16 )( templ | ( u16 )( temph << ( u16 )8 ) );

        ain3_val =  temph;

        //读取 AIN4 的值

        templ = ADC_DB4RL;

        temph = ADC_DB4RH;

        temph = ( u16 )( templ | ( u16 )( temph << ( u16 )8 ) );

        ain4_val =  temph;

        ADC_CR1 |= 0x01;                        //开启一次转换

    }

    return voltage;

}

  初始化流程就按照上面分析的流程进行，在启动ADC转换的时候，需要开启两次。

  系统启动后ADC默认是在低功耗模式下，第一次设置ADON位是将ADC从低功耗模式唤醒，然后需要延时1个转换周期，等待系统转换稳定。所以在初始化的时候需要设置两次ADON为1。由于这里使用的是单次触发模式，所以每次转换完成之后，ADC默认就关闭了，如果要继续转换，就需要手动将ADON位设置为1.

  也可以使用中断的方式来进行读取数据。

#include "adc.h"

#include "main.h"

#include "led.h"

_Bool ADC_flag = 0;                     //ADC转换成功标志

u16 ADC_DB[10] = {0};

u16 adc_data[5] = {0};

//AD通道引脚初始化

void ADC_GPIO_Init( void )

{

    PD_DDR &= ~( 1 << 2 );              //PD2 设置为输入

    PD_CR1 &= ~( 1 << 2 );              //PD2 设置为悬空输入

    PD_DDR &= ~( 1 << 3 );              //PD3 设置为输入

    PD_CR1 &= ~( 1 << 3 );              //PD3 设置为悬空输入

    PC_DDR &= ~( 1 << 4 );              //PC4 设置为输入

    PC_CR1 &= ~( 1 << 4 );              //PC4设置为悬空输入

}

//设置为 单次扫描模式

//ch 为ADC通道 连续转换AIN0---AINch 通道的数据

void ADC_CH_Init( u8 ch )

{

    char l = 0;

    ADC_GPIO_Init();

    ADC_CR1 &= ~( 7 << 4 );   //预分频 2

    ADC_CR2 &= ~( 1 << 6 );   //不使用外部触发

    //禁止 AIN2 AIN4 的施密特触发器，降低 IO 静态功耗  PD5,PD6 上的通道如果施密特方式禁用会导致串口无法收发数据！

    ADC_TDRL |= ( 1 << 2 );

    ADC_TDRL |= ( 1 << 4 );

    ADC_CR1 &= ~( 1 << 1 );   //单次转换

    ADC_CSR |= 0x04;          //配置通道号最大的那个

    ADC_CR2 |= ( 1 << 3 );    //右对齐

    ADC_CR1 |= ( 1 << 0 );    //开启 ADC

    ADC_CR2 |= ( 1 << 1 );    // SCAN = 1 开启扫描模式

    ADC_CSR |= ( 1 << 5 );    //EOCIE 使能转换结束中断

    //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ADON位。

    for( l = 0; l < 10; l++ );  //延时，保证ADC模块的上电完成 至少7us

    ADC_CR1 |= ( 1 << 0 );      //再次将CR1寄存器的最低位置１ 使能ADC 并开始转换

}

u16 ain2_val = 0, ain3_val = 0, ain4_val = 0;

u16 temph = 0;

u8 templ = 0;

//读取采样电压值

u16 ReadVol_CHx( void )

{

    u16 voltage = 0;

    if( ADC_flag == 1 )

    {

        ADC_flag = 0;

        //单通道扫描模式，转换结果存储在 ADC_DBxR 寄存器中

        //读取 AIN2 的值

        templ = ADC_DB2RL;

        temph = ADC_DB2RH;

        temph = ( u16 )( templ | ( u16 )( temph << ( u16 )8 ) );

        ain2_val =  temph;

        //读取 AIN3 的值

        templ = ADC_DB3RL;

        temph = ADC_DB3RH;

        temph = ( u16 )( templ | ( u16 )( temph << ( u16 )8 ) );

        ain3_val =  temph;

        //读取 AIN4 的值

        templ = ADC_DB4RL;

        temph = ADC_DB4RH;

        temph = ( u16 )( templ | ( u16 )( temph << ( u16 )8 ) );

        ain4_val =  temph;

        ADC_CR1 |= 0x01;                        //开启一次转换

    }

    return voltage;

}

//AD中断服务函数 中断号22

#pragma vector = 24                     // IAR中的中断号，要在STVD中的中断号上加2

__interrupt void ADC_Handle( void )

{

    ADC_CSR &= ~( 1 << 7 );               // 转换结束标志位清零  EOC

    ADC_flag = 1;                       // ADC中断标志 置1

}

  中断的开启就是将ADC_CSR寄存器的EOCIE位设置为1，然后当所有的通道转换完成之后，就会产生一次中断，在中断中读取数据。

  这里要注意的地方是在扫描模式时，采样的数据结果不是存放在ADC_DR寄存器中，而是存放在ADC_DBxR寄存器中，通道几就存放在对应的ADC_DBxR寄存器中，这个寄存器分为高位和低位两个。比如通道2的数据，就存放在ADC_DB2RL和ADC_DB2RH寄存器中，在读取数据的时候也要注意，如果数据是左对齐必须先读高8位，再读低位。如果数据是右对齐必须先读低8位，在读高8位。

  数据对齐在官方手册中有详细的说明，在使用的时候要注意这一点。