如何利用基于STM32F407的单通道ADC去读取电压呢

（本文基于STM32F407，部分参数说明参考标准库）
ADC功能框图


我们按框图标号来了解ADC
1.电压输入范围

ADC的输入范围：Vref- < Vin < Vref+ （由图中标注的引脚决定）
一般是把Vssa和Vref-接地，Vdda和Vref+接3.3，这样得到的ADC电压输入就是0~3.3V
（这些都是设计原理图时需要考虑的，现成的板子都是设定好的）
若要增大ADC的输入范围，需要外加电压调节威廉希尔官方网站 ，将目的电压范围变换的0~3.3伏后再输入。
2.输入通道

STM32的ADC有19个通道，其中前16个通道(0~15)对应的是外部IO口，分为规则通道（最多16路）和注入通道（最多4路）。
规则通道是我们常用的通道，也是用的最多的，注入通道类似于中断，注入通道有输入时，会打断规则通道的转换，先转换注入通道，转换完成后再切换到规则通道的继续转换。
ADC1的通道ADC1_IN16连接的内部VSS，IN17连接的内部参考电压，IN18连接的芯片内部的温度传感器或者备用电源Vbat
ADC2、3的三个通道全部连接内部VSS。
3.转换顺序
规则序列。规则序列寄存器有三个：SQR3、SQR2、SQR1。

如果通道16 想第一次转换，那么在SQ1[4:0]写16 即可。
如果通道1 想第8 个转换，则SQ8[4:0]写1即可。
如果通道6 想第10 个转换，则SQ10[4:0]写6 即可。
具体使用多少个通道，由SQR1 的位SQL[3:0]决定，最多16 个通道。
注入序列。注入序列寄存器JSAR只有一个，最多支持四个通道

具体多少个由JSQR 的JL[2:0]决定。
注意：
JL<4时，第一次转换的不是JSQR1[4:0]，而是JCQRx[4:0] ，x = （4-JL），跟SQR 刚好相反。（即。如果JL=00（1个转换），那么转换的顺序是从JSQR4[4:0]开始）
JL=4时，和SQR顺序一样。
4.触发源

ADC转换由ADC控制寄存器2：ADC_CR2的ADON这个位来控制，置1时ADC从掉电模式中唤醒，SWSTART或JSWSTART位置1时启动AD转换。ADON置0时ADC进入掉电模式，此模式下功耗位几微安
同时ADC支持外部触发 ，包括定时器触发和IO触发。触发源由ADC_CR2的EXTSEL[2:0]（用于规则通道）和JEXTSEL[2:0]（用于注入通道）位来控制。
选好触发源后激活由ADC_CR2的EXTTRIG和JEXTTRIG来控制激活。如果使能了外部触发事件，我们还可以通过设置ADC 控制寄存器2:ADC_CR2 的**EXTEN[1:0]和JEXTEN[1:0]**来控制触发极性，可以有4 种状态，分别是：禁止触发检测、上升沿检测、下降沿检测 以及 上升沿和下降沿均检测。
5.转换时间

ADC时钟
ADC输入时钟由PCLK2经过分频产生，最大值是36MHz，分频因子由ADC_CCR的ADCPRE[1:0]设置，可以设置的分频系数由2、4、6、8
采样时间
ADC需要若干个ADC_CLK周期完成对输入电压的采样，采样的周期数可通过ADC采样时间寄存器ADC_SMPR1和ADC_SMPR2 中的SMP[2:0]位设置。ADC_SMPR2控制的是通道是0-9，ADC_SMPR1的控制的通道是10-17。每个通道可以用不同的时间采样。采样周期最小是3个，及最快的采样速度就是用3个采样周期（1/ADC_CLK）
ADC总转换时间公式：T=采样时间+12个周期
也就是说如果我们要最快的采样周期，也就是三个采样周期，那么ADC的转换时间就是15个周期，也就是15个1/ADC_CLK
需要注意的是，采样越快，采样周期越小，精度越低。
6.数据寄存器

规则组的数据放在ADC_DR寄存器
注入组的数据放在JDRx
如果使用双重或三重模式那规则组的数据是存放在通用规则寄存器ADC_CDR的。
规则数据寄存器ADC_DR
该寄存器只有一个，32位，只有低16位有效且只是用于独立模式存放转换完成数据。ADC最大精度12位，ADC_DR是16位有效，因此可以设置数据左对齐或右对齐，对齐方式由ADC_CR2的11位ALIGN设置。（设置左对齐，则数据在DR寄存器[4:15]位，如果设置右对齐，那么数据在DR寄存器[0:11] 位）
注意：通道有16个，但是DR寄存器只有一个，所以会导致数据的相互覆盖。最好是一个通道转换完之后立刻读取出来，或者存放DMA。如果不用DMA，一般需要ADC状态寄存器ADC_SR获取当前ADC的进度状态来进行程序上的控制。
注入数据寄存器ADC_JDRx
最多4个通道，有4个寄存器，每个通道对应着自己的寄存器，不会产生数据覆盖问题。也是32位寄存器，低16位有效，数据同样可以左右对齐，由ADC_CR2的11位ALIGN设置
通用规则数据寄存器ADC_CDR
适用于双重或三重模式。双重指的是ADC1和ADC2同时使用，三重指的是ADC1、2、3同时使用。此情况一般需要配置DMA一起使用。
7.中断

转换结束中断
数据转换结束后产生的中断
模拟看门狗中断
开启该中断后，当ADC转换的模拟电压低于低阈值（由ADC_LTR设置）或者高于高阈值(由ADC_HTR设置)时，就会产生中断
溢出中断
如果发生DMA 传输数据丢失，会置位ADC 状态寄存器ADC_SR 的OVR 位，如果同时使能了溢出中断，那在转换结束后会产生一个溢出中断。
DMA请求
规则和注入通道转换结束后，除了产生中断外，还可以产生DMA 请求，把转换好的数据直接存储在内存里面。
8.电压转换
我们一般在设计原理图的时候会把ADC 的输入电压范围设定在：0~3.3v，如果设置ADC 为12 位的，那么12 位满量程对应的就是3.3V，12 位满量程对应的数字值是：2^12。数值0 对应的就是0V。如果转换后的数值为 X ，X 对应的模拟电压为Y，那么会有这么一个等式成立：
2^12 / 3.3 = X / Y，=> Y = (3.3 * X ) / 2^12。
以上即对框图的解释，下面看一些函数参量
ADC函数参量解释（标准库）

• ADC_Resolution：配置ADC分辨率，即精度。有12、10、8、6位。精度越高，装换时间越长
  
• ScanConvMode：单通道选DISABLE，多通道选ENABLE
  
• ADC_ContinuousConvMode：ENABLE是使能自动连续转换；DISABLE是单次转换，转换一次后需要手动控制才能重新启动转换。
  
• ADC_ExternalTrigConvEdge：外部触发极性选择，如果使用外部触发，可以选择出发极性。可选的有：禁止触发检测、上升沿触发检测、下降沿触发检测、上升沿和下降沿触发检测。
  
• ADC_ExternalTrigConv：外部触发选择，也就是触发源。一般我们使用软件自动触发。
  
• ADC_DataAlign：转换结果数据对齐模式
  
• ADC_NbrOfChannel：AD转换通道数目
  
• ADC_Mode：工作模式选择：独立、双重、三重
  
• ADC_Prescaler：时钟分频系数，ADC由PCLK2分频而来，分频系数决定时钟频率，可选的数有2、4、6、8，ADC最大时钟配置是36MHz
  
• ADC_DMAAccessMode :DMA模式设置，只有在双重或者三重模式才需要设置，
  
• ADC_TwoSamplingDelay：2个采样阶段之间的延迟，仅适用于双重或三重交错模式。