ADC 簡介
12 位 ADC 是逐次趨近型模數轉換器。它具有多達 19 個複用通道，可測量來自 16 個外部 源、兩個內部源和 VBAT 通道的訊號。這些通道的 A/D 轉換可在單次、連續、掃描或不連續 取樣模式下進行。ADC 的結果儲存在一個左對齊或右對齊的 16 位資料暫存器中。
ADC 具有模擬看門狗特性，允許應用檢測輸入電壓是否超過了使用者自定義的閾值上限或下限。

ADC 主要特性
● 可配置 12 位、10 位、8 位或 6 位解析度
● 在轉換結束、注入轉換結束以及發生模擬看門狗或溢位事件時產生中斷
● 單次和連續轉換模式
● 用於自動將通道 0 轉換為通道“n”的掃描模式
● 資料對齊以保持內建資料一致性
● 可獨立設定各通道取樣時間
● 外部觸發器選項，可為規則轉換和注入轉換配置極性
● 不連續取樣模式
● 雙重/三重模式（具有 2 個或更多 ADC 的器件提供）
● 雙重/三重 ADC 模式下可配置的 DMA 資料儲存
● 雙重/三重交替模式下可配置的轉換間延遲
● ADC 轉換型別（參見資料手冊）
● ADC 電源要求：全速執行時為 2.4 V 到 3.6 V，慢速執行時為 1.8 V
● ADC 輸入範圍：VREF—  VIN  VREF+
● 規則通道轉換期間可產生 DMA 請求
圖 34 顯示了 ADC 的框圖。
注意：VREF— 如果可用（取決於封裝），則必須將其連線到 VSSA

ADC 功能說明


ADC 開關控制
可通過將 ADC_CR2 暫存器中的 ADON 位置 1 來為 ADC 供電。首次將 ADON 位置 1 時， 會將 ADC 從掉電模式中喚醒。
SWSTART 或 JSWSTART 位置 1 時，啟動 AD 轉換。
可通過將 ADON 位清零來停止轉換並使 ADC 進入掉電模式。在此模式下，ADC 幾乎不耗電 （只有幾 μA）。
ADC 時鐘
ADC 具有兩個時鐘方案：
● 用於類比電路的時鐘：ADCCLK，所有 ADC 共用
此時鐘來自於經可程式設計預分頻器分頻的 APB2 時鐘，該預分頻器允許 ADC 在 fPCLK2/2、/4、/6 或 /8 下工作。有關 ADCCLK 的最大值，請參見資料手冊。
● 用於數字介面的時鐘（用於暫存器讀/寫訪問）
此時鐘等效於 APB2 時鐘。可以通過 RCC APB2 外設時鐘使能暫存器 (RCC_APB2ENR)分別為每個 ADC 使能/禁止數字介面時鐘。

通道選擇
有 16 條複用通道。可以將轉換分為兩組：規則轉換和注入轉換。每個組包含一個轉換序列， 該序列可按任意順序在任意通道上完成。例如，可按以下順序對序列進行轉換：ADC_IN3、ADC_IN8、ADC_IN2、ADC_IN2、ADC_IN0、ADC_IN2、ADC_IN2、ADC_IN15。
● 一個規則轉換組最多由 16 個轉換構成。必須在 ADC_SQRx 暫存器中選擇轉換序列的規
則通道及其順序。規則轉換組中的轉換總數必須寫入 ADC_SQR1 暫存器中的 L[3:0] 位。
● 一個注入轉換組最多由 4 個轉換構成。必須在 ADC_JSQR 暫存器中選擇轉換序列的注入
通道及其順序。注入轉換組中的轉換總數必須寫入 ADC_JSQR 暫存器中的 L[1:0] 位。
如果在轉換期間修改 ADC_SQRx 或 ADC_JJSQR 暫存器，將復位當前轉換並向 ADC 傳送一個新的啟動脈衝，以轉換新選擇的組。
溫度感測器、VREFINT 和 VBAT 內部通道
● 對於 STM32F40x 和 STM32F41x 器件，溫度感測器內部連線到通道 ADC1_IN16。
內部參考電壓 VREFINT 連線到 ADC1_IN17。
● 對於 STM23F42x 和 STM32F43x 器件，溫度感測器內部連線到與 VBAT 共用的通道ADC1_IN18。一次只能選擇一個轉換（溫度感測器或 VBAT）。同時設定了溫度感測器和 VBAT 轉換時，將只進行 VBAT 轉換。
內部參考電壓 VREFINT 連線到 ADC1_IN17。
VBAT 通道連線到通道 ADC1_IN18。該通道也可轉換為注入通道或規則通道。
注意：溫度感測器、VREFINT 和 VBAT 通道只在主 ADC1 外設上可用。

單次轉換模式
在單次轉換模式下，ADC 執行一次轉換。CONT 位為 0 時，可通過以下方式啟動此模式：
● 將 ADC_CR2 暫存器中的 SWSTART 位置 1（僅適用於規則通道）
● 將 JSWSTART 位置 1（適用於注入通道）
● 外部觸發（適用於規則通道或注入通道）
完成所選通道的轉換之後：
● 如果轉換了規則通道：
— 轉換資料儲存在 16 位 ADC_DR 暫存器中
— EOC（轉換結束）標誌置 1
— EOCIE 位置 1 時將產生中斷
● 如果轉換了注入通道：
— 轉換資料儲存在 16 位 ADC_JDR1 暫存器中
— JEOC（注入轉換結束）標誌置 1
— JEOCIE 位置 1 時將產生中斷
然後，ADC 停止。

連續轉換模式
在連續轉換模式下，ADC 結束一個轉換後立即啟動一個新的轉換。CONT 位為 1 時，可通過外部觸發或將 ADC_CR2 暫存器中的 SWSTRT 位置 1 來啟動此模式（僅適用於規則通道）。
每次轉換之後：
● 如果轉換了規則通道組：
— 上次轉換的資料儲存在 16 位 ADC_DR 暫存器中
— EOC（轉換結束）標誌置 1
— EOCIE 位置 1 時將產生中斷
注意：無法連續轉換注入通道。連續模式下唯一的例外情況是，注入通道配置為在規則通道之後自動轉換（使用 JAUTO 位），請參見自動注入一節。

時序圖
ADC 在開始精確轉換之前需要一段穩定時間 tSTAB。ADC 開始轉換並經過 15 個 時鐘週期後，EOC 標誌置 1，轉換結果存放在 16 位 ADC 資料暫存器中。

模擬看門狗
如果 ADC 轉換的模擬電壓低於閾值下限或高於閾值上限，則 AWD 模擬看門狗狀態位會置 1。這些閾值在 ADC_HTR 和 ADC_LTR 16 位暫存器的 12 個最低有效位中進行程式設計。可以 使用 ADC_CR1 暫存器中的 AWDIE 位使能中斷。
閾值與 ADC_CR2 暫存器中的 ALIGN 位的所選對齊方式無關。在對齊之前，會將模擬電壓 與閾值上限和下限進行比較。
下表介紹了應如何配置 ADC_CR1 暫存器才能在一個或多個通道上使能模擬看門狗。

掃描模式
此模式用於掃描一組模擬通道。
通過將 ADC_CR1 暫存器中的 SCAN 位置 1 來選擇掃描模式。將此位置 1 後，ADC 會掃描 在 ADC_SQRx 暫存器（對於規則通道）或 ADC_JSQR 暫存器（對於注入通道）中選擇的 所有通道。為組中的每個通道都執行一次轉換。每次轉換結束後，會自動轉換該組中的下一個通道。如果將 CONT 位置 1，規則通道轉換不會在組中最後一個所選通道處停止，而是再 次從第一個所選通道繼續轉換。
如果將 DMA 位置 1，則在每次規則通道轉換之後，均使用直接儲存器訪問 (DMA) 控制器將 轉換自規則通道組的資料（儲存在 ADC_DR 暫存器中）傳輸到 SRAM。
在以下情況下，ADC_SR 暫存器中的 EOC 位置 1：
● 如果 EOCS 位清零，在每個規則組序列轉換結束時
● 如果 EOCS 位置 1，在每個規則通道轉換結束時
從注入通道轉換的資料始終儲存在 ADC_JDRx 暫存器中。

注入通道管理
觸發注入
要使用觸發注入，必須將 ADC_CR1 暫存器中的 JAUTO 位清零。
1.通過外部觸發或將 ADC_CR2 暫存器中的 SWSTART 位置 1 來啟動規則通道組轉換。
2. 如果在規則通道組轉換期間出現外部注入觸發或者 JSWSTART 位置 1，則當前的轉換 會復位，並且注入通道序列會切換為單次掃描模式。
3. 然後，規則通道組的規則轉換會從上次中斷的規則轉換處恢復。
如果在注入轉換期間出現規則事件，注入轉換不會中斷，但在注入序列結束時會執行規則序列。圖 37 顯示了相應的時序圖。
注意：使用觸發注入時，必須確保觸發事件之間的間隔長於注入序列。例如，如果序列長度為 30 個 ADC 時鐘週期（即，取樣時間為 3 個時鐘週期的兩次轉換），則觸發事件的最小間隔不能 小於 31 個 ADC 時鐘週期。
自動注入
如果將 JAUTO 位置 1，則注入組中的通道會在規則組通道之後自動轉換。這可用於轉換最 多由 20 個轉換構成的序列，這些轉換在 ADC_SQRx 和 ADC_JSQR 暫存器中程式設計。
在此模式下，必須禁止注入通道上的外部觸發。
如果 CONT 位和 JAUTO 位均已置 1，則在轉換規則通道之後會繼續轉換注入通道。
注意：不能同時使用自動注入和不連續取樣模式。

不連續取樣模式
規則組
可將 ADC_CR1 暫存器中的 DISCEN 位置 1 來使能此模式。該模式可用於轉換含有 n (n  8) 個轉換的短序列，該短序列是在 ADC_SQRx 暫存器中選擇的轉換序列的一部分。可通過寫 入 ADC_CR1 暫存器中的 DISCNUM[2:0] 位來指定 n 的值。
出現外部觸發時，將啟動在 ADC_SQRx 暫存器中選擇的接下來 n 個轉換，直到序列中的所 有轉換均完成為止。通過 ADC_SQR1 暫存器中的 L[3:0] 位定義總序列長度。
示例：
n = 3，要轉換的通道 = 0、1、2、3、6、7、9、10
第 1 次觸發：轉換序列 0、1、2
第 2 次觸發：轉換序列 3、6、7
第 3 次觸發：轉換序列 9、10 並生成 EOC 事件
第 4 次觸發：轉換序列 0、1、2
注意：在不連續取樣模式下轉換規則組時，不會出現翻轉。
轉換完所有子組後，下一個觸發訊號將啟動第一個子組的轉換。在上述示例中，第 4 次觸發 重新轉換了第 1 個子組中的通道 0、1 和 2。
注入組
可將 ADC_CR1 暫存器中的 JDISCEN 位置 1 來使能此模式。在出現外部觸發事件之後，可 使用該模式逐通道轉換在 ADC_JSQR 暫存器中選擇的序列。
出現外部觸發時，將啟動在 ADC_JSQR 暫存器中選擇的下一個通道轉換，直到序列中的所 有轉換均完成為止。通過 ADC_JSQR 暫存器中的 JL[1:0] 位定義總序列長度。
示例：
n = 1，要轉換的通道 = 1、2、3
第 1 次觸發：轉換通道 1 、2、3
第 2 次觸發：轉換通道 2
第 3 次觸發：轉換通道 3 並生成 EOC 和 JEOC 事件
第 4 次觸發：通道 1
注意：轉換完所有注入通道後，下一個觸發訊號將啟動第一個注入通道的轉換。在上述示例中，第 4 次觸發重新轉換了第 1 個注入通道。
不能同時使用自動注入和不連續取樣模式。
不得同時為規則組和注入組設定不連續取樣模式。只能針對一個組使能不連續取樣模式。

資料對齊
ADC_CR2 暫存器中的 ALIGN 位用於選擇轉換後儲存的資料的對齊方式。可選擇左對齊和 右對齊兩種方式，如圖 38 和圖 39 所示。
注入通道組的轉換資料將減去 ADC_JOFRx 暫存器中寫入的使用者自定義偏移量，因此結果可 以是一個負值。SEXT 位表示擴充套件的符號值。
對於規則組中的通道，不會減去任何偏移量，因此只有十二個位有效。
特例：採用左對齊時，資料基於半字進行對齊，除了解析度設定為 6 位時。解析度設定為 6 位 時，資料基於位元組進行對齊，如圖 40 所示。

可獨立設定各通道取樣時間
ADC 會在數個 ADCCLK 週期內對輸入電壓進行取樣，可使用 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 暫存器中的 SMP[2:0] 位修改週期數。每個通道均可以使用不同的取樣時間進行取樣。
總轉換時間的計算公式如下：
Tconv = 取樣時間 + 12 個週期
示例：
ADCCLK = 30 MHz 且取樣時間 = 3 個週期時：
Tconv = 3 + 12 = 15 個週期 = 0.5 μs（APB2 為 60 MHz 時）

外部觸發轉換和觸發極性
可以通過外部事件（例如，定時器捕獲、EXTI 中斷線）觸發轉換。如果 EXTEN[1:0] 控制位 （對於行規轉換）或 JEXTEN[1:0] 位（對於注入轉換）不等於“0b00”，則外部事件能夠 以所選極性觸發轉換。表 50 提供了 EXTEN[1:0] 和 JEXTEN[1:0] 值與觸發極性之間的對應 關係。



可通過將 ADC_CR2 暫存器中的 SWSTART（對於規則轉換）或 JSWSTART（對於注入轉 換）位置 1 來產生軟體源觸發事件。
可通過注入觸發中斷規則組轉換。
注意：可以實時更改觸發選擇。不過，當更改觸發選擇時，會在 1 個 APB 時鐘週期的時間範圍內禁 止觸發檢測。這是為了避免在轉換期間出現意外檢測。

快速轉換模式
可通過降低 ADC 解析度來執行快速轉換。RES 位用於選擇資料暫存器中可用的位數。每種 解析度的最小轉換時間如下：
● 12 位：3 + 12 = 15 ADCCLK 週期
● 10 位：3 + 10 = 13 ADCCLK 週期
● 8 位：3 + 8 = 11 ADCCLK 週期
● 6 位：3 + 6 = 9 ADCCLK 週期

使用 DMA
由於規則通道組只有一個數據暫存器，因此，對於多個規則通道的轉換，使用 DMA 非常有 幫助。這樣可以避免丟失在下一次寫入之前還未被讀出的 ADC_DR 暫存器中的資料。
在使能 DMA 模式的情況下（ADC_CR2 暫存器中的 DMA 位置 1），每完成規則通道組中的 一個通道轉換後，都會生成一個 DMA 請求。這樣便可將轉換的資料從 ADC_DR 暫存器傳輸 到用軟體選擇的目標位置。
儘管如此，如果資料丟失（溢位），則會將 ADC_SR 暫存器中的 OVR 位置 1 並生成一箇中 斷（如果 OVRIE 使能位已置 1）。隨後會禁止 DMA 傳輸並且不再接受 DMA 請求。在這種 情況下，如果生成 DMA 請求，則會中止正在進行的規則轉換並忽略之後的規則觸發。隨後 需要將所使用的 DMA 流中的 OVR 標誌和 DMAEN 位清零，並重新初始化 DMA 和 ADC， 以將需要的轉換通道資料傳輸到正確的儲存器單元。只有這樣，才能恢復轉換並再次使能資料傳輸。注入通道轉換不會受到溢位錯誤的影響。
在 DMA 模式下，當 OVR = 1 時，傳送完最後一個有效資料後會阻止 DMA 請求，這意味著 傳輸到 RAM 的所有資料均被視為有效。
在最後一次 DMA 傳輸（DMA 控制器的 DMA_SxRTR 暫存器中配置的傳輸次數）結束時：
● 如果將 ADC_CR2 暫存器中的 DDS 位清零，則不會向 DMA 控制器發出新的 DMA 請求
（這可避免產生溢位錯誤）。不過，硬體不會將 DMA 位清零。必須將該位寫入 0 然後
寫入 1 才能啟動新的傳輸。
● 如果將 DDS 位置 1，則可繼續生成請求。從而允許在雙緩衝區迴圈模式下配置 DMA。
要在使用 DMA 時將 ADC 從 OVR 狀態中恢復，請按以下步驟操作：
1.重新初始化 DMA（調整目標地址和 NDTR 計數器）
2. 將 ADC_SR 暫存器中的 ADC OVR 位清零
3. 觸發 ADC 以開始轉換。

在不使用 DMA 的情況下管理轉換序列
如果轉換過程足夠慢，則可使用軟體來處理轉換序列。在這種情況下，必須將 ADC_CR2 寄 存器中的 EOCS 位置 1，才能使 EOC 狀態位在每次轉換結束時置 1，而不僅是在序列結束 時置 1。當 EOCS = 1 時，會自動使能溢位檢測。因此，每當轉換結束時，EOC 都會置 1， ﾠ ﾠ
並且可以讀取 ADC_DR 暫存器。溢位管理與使用 DMA 時的管理相同。
要在 EOCS 位置 1 時將 ADC 從 OVR 狀態中恢復，請按以下步驟操作：
1.將 ADC_SR 暫存器中的 ADC OVR 位清零
2. 觸發 ADC 以開始轉換。

在不使用 DMA 和溢位檢測的情況下進行轉換
ADC 在轉換一個或多個通道時不是每次都讀取資料的情況下，這可能會很有用（例如，存在 模擬看門狗時）。為此，必須禁止 DMA (DMA = 0) 並且僅在序列結束 (EOCS = 0) 時才將 ﾠ ﾠ ﾠ ﾠ
EOC 位置 1。在此配置中，溢位檢測已禁止。