2021年09月16日 | STM8单片机ADC单次采样模式

STM8S003单片机内部ADC为12位，A/D转换的各个通道可以执行单次和连续的转换模式。

单次转换模式的意思就是，ADC每次转换一次数据后，就会停止转换，如果还需要继续转换的话，就需要手动开启第二次转换功能。

连续转换模式的意思就是每次转换结束后，系统会自动开启第二次转换，不需要手动设置第二次转换的开启，也就是说连续转换模式只需要开启一次。

ADC框图如下：

ADC转换时序图如下：

下面用代码来实现ADC的单次转换模式：

#include "adc.h"

#include "main.h"

u16  DATAH = 0;                          //ADC转换值高8位

u16  DATAL = 0;                          //ADC转换值低8位

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

//AD通道引脚初始化

void ADC_GPIO_Init( void )

{

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

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

}

//ch 为单片机的对应管脚

void ADC_CH_Init( u8 ch )

{

    char l = 0;

    ADC_CR1  = 0x00;                    //fADC = fMASTER/2, 8Mhz  单次转换，禁止转换

    ADC_CSR  = ch + 1;                  //控制状态寄存器 选择要 AD输入通道  如：PD2(AIN3)

    ADC_CR2  = 0x00;                    //默认左对齐 读数据时先读高在读低

    ADC_TDRL = ( 1 << ( ch + 1 ) );     //禁止相应通道 施密特触发功能 1左移ch+1位

    ADC_CR1 |= 0x01;                    //使能ADC并开始转换

    ADC_CSR |= 0x20;                    //EOCIE 使能转换结束中断  EOC中断使能

    for( l = 0; l < 100; l++ );         //延时，保证ADC模块的上电完成 至少7us

    ADC_CR1 = ADC_CR1 | 0x01;           //再次将CR1寄存器的最低位置１ 使能ADC 并开始转换

}

//采集PD3电压值

u16 ReadVol_CH3( void )

{

    u16 voltage = 0;

    if( ADC_flag )

    {

        ADC_flag = 0;

        voltage = ( DATAH << 2 ) + DATAL ; //得到十位精度的数据  0--1024

        ADC_CR1 = ADC_CR1 | 0x01;          //再次将CR1寄存器的最低位置1  启动下一次转换

    };

    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 &= ~0x80;                   // 转换结束标志位清零  EOC

    //默认左对齐 读数据时先读高高8位 再读低8位

    DATAH = ADC_DRH;                    // 读出ADC结果的高8位

    DATAL = ADC_DRL;                    // 读出ADC结果的低8位

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

}

在第一次ADC启动时需要一个稳定时间，所以在初始化的时候，需要一定的时间等待ADC稳定，稳定之后就可以开始ADC转换了，这里使用中断来读取转换结果，当ADC转换换成后就会产生一个中断，然后在中断中读取转换的结果，同时设置标志位。程序循环去读取标志位，当标志位为1时，就说明转换完成了，这时候就可以输出转换的结果了。然后将ADC_CR1寄存器的最低位，手动置1，开启下一次转换。

ADC_CR1寄存器如下：

ADON位就是ADC的转换开关，在单次模式下给ADON位写1就可开启转换。

这里只使用了一个通道，通过最上面ADC框图可以看出，一个ADC中有好多个通道，那么如果要采集多个通道要如何做呢？

#include "adc.h"

#include "main.h"

u16  DATAH = 0;                          //ADC转换值高8位

u16  DATAL = 0;                          //ADC转换值低8位

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

//AD通道引脚初始化

void ADC_GPIO_Init( void )

{

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

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

}

//ch 为单片机的对应管脚

void ADC_CH_Init( u8 ch )

{

    char l = 0;

    ADC_CR1  = 0x00;                    //fADC = fMASTER/2, 8Mhz  单次转换，禁止转换

    ADC_CSR  = ch + 1;                  //控制状态寄存器 选择要 AD输入通道  如：PD2(AIN3)

    ADC_CR2  = 0x00;                    //默认左对齐 读数据时先读高在读低

    ADC_TDRL = ( 1 << ( ch + 1 ) );     //禁止相应通道 施密特触发功能 1左移ch+1位

    ADC_CR1 |= 0x01;                    //使能ADC并开始转换

    //ADC_CSR |= 0x20;                    //EOCIE 使能转换结束中断  EOC中断使能

    for( l = 0; l < 100; l++ );         //延时，保证ADC模块的上电完成 至少7us

    ADC_CR1 = ADC_CR1 | 0x01;           //再次将CR1寄存器的最低位置１ 使能ADC 并开始转换

}

//采集PD3电压值

u16 ReadVol_CH3( void )

{

    u16 voltage = 0;

    //只在程序初始化时调用一次的话，采样速度非常快。

    //如果每次都调用初始化，速度将会是原来的 1/10

    ADC_CH_Init( 3 );

    while( ( ADC_CSR & 0x80 ) == 0 );      //等待转换结束

    if( ADC_CSR & 0x80 )

    {

        DATAH = ADC_DRH;                    // 读出ADC结果的高8位

        DATAL = ADC_DRL;                    // 读出ADC结果的低8位

        voltage = ( DATAH << 2 ) + DATAL ; //得到十位精度的数据  0--1024

        ADC_CR1 = ADC_CR1 | 0x01;          //再次将CR1寄存器的最低位置1  启动下一次转换

        ADC_CSR &= 0x7F;

    };

    return voltage;

}

//采集PD2电压值

u16 ReadVol_CH4( void )

{

    u16 voltage = 0;

    //只在程序初始化时调用一次的话，采样速度非常快。

    //如果每次都调用初始化，速度将会是原来的 1/10

    ADC_CH_Init( 2 );

    while( ( ADC_CSR & 0x80 ) == 0 );      //等待转换结束

    if( ADC_CSR & 0x80 )

    {

        DATAH = ADC_DRH;                    // 读出ADC结果的高8位

        DATAL = ADC_DRL;                    // 读出ADC结果的低8位

        voltage = ( DATAH << 2 ) + DATAL ; //得到十位精度的数据  0--1024

        ADC_CR1 = ADC_CR1 | 0x01;          //再次将CR1寄存器的最低位置1  启动下一次转换

        ADC_CSR &= 0x7F;

    };

    return voltage;

如果需要转换多个通道，那么在一个通道转换完成之后，就需要重新初始化，进行转换通道的切换。由于切换通道后，ADC需要稳定时间，所以如果是多个通道来回切换采样数据的话，比一个通道单独采样数据就要慢很多，因为切换一次通道就需要等待一段时间让ADC稳定。

读取数据时，直接在主函数中调用对应的函数就行。

#include "iostm8s103F3.h"

#include "led.h"

#include "adc.h"

#include "stdio.h"

void SysClkInit( void )

{

    CLK_SWR = 0xe1;       //HSI为主时钟源  16MHz CPU时钟频率

    CLK_CKDIVR = 0x00;    //CPU时钟0分频，系统时钟0分频

}

void main( void )

{

    u16 val1 = 0;

    u16 i=0;

    SysClkInit();

    __asm( "sim" );                       //禁止中断

    LED_GPIO_Init();

    ADC_CH_Init( 3 );

    __asm( "rim" );                       //开启中断

    while( 1 )

    {

        LED = !LED;

        val1 = ReadVol_CH3();

    }

}