前言
ADC(Analog to Digital Converter)顧名思義是將類比訊號轉換成數位訊號的元件,現今多數 MCU 都會內建 ADC,而這也是相當基本且常用的功能。
上一篇已經介紹過 STM32 的 ADC 基本功能,這篇文章要示範如何使用 STM32 上的 ADC Regular 通道,並使用 UART 傳到電腦上觀看。
正文
首先一樣以 Nucleo-F446RE 做示範。
首先建立一個 PIO 的專案,選擇 Framework 為「libopencm3」,並在 src/
資料夾中新增並開啓 main.c
與 main.h
。
完整程式
分段說明
Include
除了基本的 rcc.h
和 gpio.h
及 必要的 adc.h
外,因為我要使用 USART 和 printf()
,所以還會需要 usart.h
、stdio.h
與 errno.h
。
USART 和 printf()
的詳細用法請看之前的文章。
設定 ADC
要使用 ADC 功能,首先要知道 ADC 的通道在哪些 GPIO 上,並將其設定為類比輸入。
接下來就是要設定 ADC。
adc_disable_scan_mode()
禁能多通道掃描模式,因為本範例只需要讀取一個通道而已。
adc_disable_external_trigger_regular()
禁能外部觸發,我們將使用軟體觸發。
adc_set_single_conversion_mode()
設定成單一轉換模式,不連續轉換。
adc_set_right_aligned()
讓資料的對齊方式為靠右對齊。
adc_set_sample_time_on_all_channels()
設定所有通道的取樣時間,這裡使用 56 個 Cycle。
讀取 ADC 的值
每個 ADC 都有多個通道,各個通道都有對應的 GPIO,在讀取時要指定要從哪一個通道讀取類比訊號。
使用 adc_set_regular_sequence()
設定要讀取的 Regular 通道序列。這裡一次就只讀取一個通道。Regular 最多可以設定 16 個通道,但在本例中只需要 1 個。如果要讀取的通道是固定的話,這個序列可以只設定一次就好。
以 adc_start_conversion_regular()
軟體觸發轉發,並以 adc_eoc()
來觀察 ADC 是否結束轉換了(End of conversion)。
ADC 轉換完成後就可以使用 adc_read_regular()
取得讀取的 Regular 資料。
由於此 ADC 是 12-bit 解析度,因此讀值範圍是 0~4095(0x0000
~ 0x0FFF
)。
設定 RCC
除了 GPIO 外,還要記得致能各功能本身的時鐘。
主程式
在迴圈中每次讀取 ADC 通道的值並 Print 出去。
多環境程式(F446RE + F103RB)
由於 STM32F1 的部分函式不同,所以 F103RB 沒辦法直接使用上面的 F446RE 的程式。
以下列出主要的差異部分。完整的程式請看 GitHub repo。
要注意的是除了以往的 RCC 與 GPIO 的設定不同外,ADC 也有部分不同,要特別注意。
小結
這次介紹了最基本的 ADC 用法,也就是讀取單一 Regular 通道。
雖然 ADC 本身的設定與模式都比以往的其它功能複雜,但實際使用時我想這些程式並不會太難看懂。
參考資料
本文的程式也有放在 GitHub 上。
本文同步發表於 iT 邦幫忙-2022 iThome 鐵人賽。
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