STM32的ADC模块中，**采样时机（Sampling Time）**和**转换时机（Conversion Time），获取数据的时机详解
在STM32的ADC模块中，**采样时机（Sampling Time）和转换时机（Conversion Time）**是ADC工作流程中的两个关键阶段，直接影响采样精度和系统实时性。以下是详细解析：
1. 采样时机（Sampling Time）
（1）定义
- 采样阶段：ADC对输入信号进行保持和稳定的过程。
- 采样时间：由
ADC_SMPRx寄存器配置，决定采样电容充电时间。
（2）配置参数
STM32F103的采样时间可设置为：
typedef enum {
ADC_SampleTime_1Cycles5, // 1.5周期
ADC_SampleTime_7Cycles5, // 7.5周期
ADC_SampleTime_13Cycles5, // 13.5周期
ADC_SampleTime_28Cycles5, // 28.5周期
ADC_SampleTime_41Cycles5, // 41.5周期
ADC_SampleTime_55Cycles5, // 55.5周期
ADC_SampleTime_71Cycles5, // 71.5周期
ADC_SampleTime_239Cycles5 // 239.5周期（用于高阻抗信号）
} ADC_SampleTime;
（3）选择原则
| 信号类型 | 推荐采样时间 | 原因 |
|---|---|---|
| 低阻抗信号 | 1.5~28.5周期 | 信号源阻抗低（如运放输出），快速稳定。 |
| 高阻抗信号 | 55.5~239.5周期 | 信号源阻抗高（如温度传感器、分压电路），需更长时间充电。 |
| 内部通道 | ≥239.5周期 | 内部温度传感器和VREFINT阻抗极高，必须延长采样时间。 |
（4）代码示例
// 配置PA0（低阻抗）和温度传感器（高阻抗）
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_28Cycles5); // 快速采样
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5); // 慢速采样
2. 转换时机（Conversion Time）
（1）定义
- 转换阶段：ADC核心将采样到的模拟量转换为数字量的过程。
- 固定耗时：12位分辨率下恒定为12.5个ADC时钟周期（与采样时间无关）。
（2）总转换时间计算
[
T_{total} = (T_{sampling} + 12.5) \times \frac{1}{f_{ADC}}
]
- 示例：
- ADC时钟 = 14 MHz，采样时间 = 55.5周期
- 总时间 = (55.5 + 12.5) / 14MHz ≈ 4.86μs
（3）吞吐量限制
- 理论最大采样率：
[
f_{max} = \frac{1}{T_{total}}
]- 若
T_total=4.86μs，则f_max≈205kHz（单通道）。
- 若
3. 采样与转换的时序图
采样阶段 转换阶段
|-------- Sampling Time --------|-- 12.5 Cycles --|
|<----------- Total Conversion Time ------------>|
4. 关键影响因素
（1）ADC时钟频率
- 最大14MHz（STM32F103），需分频APB2时钟：
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); // 72MHz/6=12MHz - 更高时钟 → 更快转换，但可能降低精度。
（2）通道切换延迟
- 多通道扫描时，每个通道需单独配置采样时间，切换通道会增加额外延迟。
（3）触发方式
- 硬件触发（如定时器）：精确控制采样间隔。
- 软件触发：灵活性高但时序不易控制。
5. 优化策略
（1）动态调整采样时间
根据信号类型切换采样时间：
void Set_ADC_SampleTime(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t channel, uint8_t isHighImpedance) {
ADC_SampleTime time = isHighImpedance ? ADC_SampleTime_239Cycles5 : ADC_SampleTime_28Cycles5;
ADC_RegularChannelConfig(ADCx, channel, 1, time);
}
（2）使用注入组中断
高优先级信号通过注入组立即响应：
// 过压时紧急采样
void ADC1_2_IRQHandler(void) {
if (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_JEOC)) {
uint16_t emergencyData = ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1);
ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_JEOC);
}
}
（3）DMA传输规则组数据
避免CPU轮询，提高效率：
uint16_t adcValues[3];
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)adcValues;
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
6. 实际应用示例
电机电流监测系统
- 规则组：
- 通道PA0（电流传感器），采样时间7.5周期（低阻抗）。
- 定时器触发1kHz采样，DMA传输数据。
- 注入组：
- 比较器检测过流时触发PA8中断，注入组采集PA1（备份传感器）。
- 计算总延迟：
- 采样+转换时间 = (7.5 + 12.5) / 14MHz ≈ 1.43μs
- 1kHz采样率下，CPU负载极低。
总结
- 采样时机：由信号源阻抗决定，需足够时间稳定信号。
- 转换时机：固定12.5周期，与ADC时钟频率直接相关。
- 优化核心：在精度和速度间平衡，优先保证信号完整性。
在STM32的ADC编程中，采样、转换和数据获取的流程分布在程序的不同位置，具体取决于触发方式（软件/硬件）和数据读取方式（轮询/DMA/中断）。以下是基于STM32F103的详细说明和代码示例：
1. 采样（Sampling）
触发采样的位置
- 软件触发：在代码中显式调用启动转换函数。
// 在需要采样的地方（如主循环或定时器回调中） ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 启动规则组采样 ADC_SoftwareStartInjectedConv(ADC1); // 启动注入组采样 - 硬件触发：由定时器、外部中断等自动触发，无需手动调用。
// 配置TIM2触发规则组采样（无需在主循环中操作） TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update);
采样时间配置
在ADC初始化阶段设置：
// 配置规则组通道的采样时间（在ADC初始化时）
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
2. 转换（Conversion）
转换的触发
- 转换由硬件自动完成，无需程序干预。
- 转换时间固定为12.5个ADC时钟周期（如14MHz时钟下约0.89μs）。
判断转换完成
- 轮询方式：检查标志位。
while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); // 规则组 while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_JEOC)); // 注入组 - 中断方式：在中断服务函数中处理。
void ADC1_2_IRQHandler(void) { if (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_EOC)) { uint16_t data = ADC_GetConversionValue(ADC1); // 规则组数据 ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_EOC); } if (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_JEOC)) { uint16_t data = ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1); ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_JEOC); } }
3. 获取数据（Data Readout）
规则组数据
- 轮询读取：
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); uint16_t adcValue = ADC_GetConversionValue(ADC1); // 读取规则组数据 - DMA传输（推荐多通道）：
uint16_t adcValues[3]; // 存储3个通道的数据 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)adcValues; ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); // 数据会自动更新到adcValues数组
注入组数据
- 中断读取：
void ADC1_2_IRQHandler(void) { if (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_JEOC)) { uint16_t injData = ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1); ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_JEOC); } }
4. 完整流程示例（规则组+注入组）
初始化配置
void ADC_Init(void) {
// 1. 时钟和GPIO初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 2. 规则组配置（PA0）
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 3. 注入组配置（PA1）
ADC_InjectedChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC1, ADC_ExternalTrigInjecConv_Ext_IT15);
// 4. 启用中断
ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_JEOC, ENABLE);
NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn);
// 5. 校准和启动
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
主程序中的采样与读取
int main(void) {
ADC_Init();
while (1) {
// 规则组：手动触发并读取
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
uint16_t regularData = ADC_GetConversionValue(ADC1);
// 注入组：由PA8按键触发（中断中自动处理）
Delay_ms(100); // 模拟其他任务
}
}
中断服务函数
void ADC1_2_IRQHandler(void) {
if (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_JEOC)) {
uint16_t injectedData = ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1);
ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_JEOC);
// 处理紧急数据（如过压保护）
}
}
5. 关键总结
| 操作 | 程序位置 | 常用函数/配置 |
|---|---|---|
| 采样触发 | 主循环/定时器回调/中断 | ADC_SoftwareStartConvCmd() |
| 采样时间 | ADC初始化阶段 | ADC_RegularChannelConfig() |
| 转换等待 | 轮询/中断 | ADC_GetFlagStatus() 或中断标志 |
| 数据读取 | 轮询/DMA/中断 | ADC_GetConversionValue() 或DMA数组 |
- 规则组：适合周期性采样，配合DMA提高效率。
- 注入组：用于紧急事件，中断中即时响应。
- 硬件触发：精确控制时序，减少CPU干预。
在STM32的ADC配置中，**连续扫描（Scan Mode）和连续转换（Continuous Conversion Mode）**是两个关键的工作模式，它们决定了ADC如何对多个通道进行采样和数据更新。以下是详细解释：
1. 连续扫描模式（Scan Mode）
功能
- 多通道自动切换：ADC按预设顺序依次采样多个通道（规则组或注入组），无需手动切换。
- 数据存储：需配合DMA或中断将数据存入数组（规则组数据寄存器
ADC_DR会被覆盖）。
配置方法
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; // 启用扫描模式
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 3; // 通道数量
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 设置通道顺序（规则组）
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 第1通道
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 第2通道
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 第3通道
典型应用
- 同时监测多个传感器（如温度、电压、电流）。
- 需配合DMA传输数据：
uint16_t adcValues[3]; // 存储多通道数据 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)adcValues; ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
2. 连续转换模式（Continuous Conversion Mode）
功能
- 自动重启转换：完成一次转换后立即开始下一次，无需手动触发。
- 单通道/多通道：可与扫描模式组合使用。
配置方法
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 启用连续转换
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
典型应用
- 实时监控信号变化（如音频采集）。
- 单通道连续采样示例：
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 启动后自动循环采样
3. 组合使用场景
模式对比
| 模式组合 | 行为 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 扫描+单次转换 | 按顺序采样所有通道后停止 | 定时触发多通道采样（如每1秒1次） |
| 扫描+连续转换 | 循环采样所有通道，数据持续更新 | 实时多通道监测（如电机控制） |
| 单通道+连续转换 | 重复采样同一通道 | 高速信号捕获（如示波器） |
代码示例（扫描+连续转换）
// 初始化ADC（多通道循环采样）
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 3;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 配置DMA自动传输数据
uint16_t adcValues[3];
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)adcValues;
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
// 启动ADC
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
4. 关键注意事项
-
数据覆盖问题
- 规则组扫描时，
ADC_DR寄存器会被新数据覆盖，必须使用DMA或中断及时读取。
- 规则组扫描时，
-
触发源选择
- 连续转换模式下，硬件触发（如定时器）可精确控制采样间隔。
-
功耗权衡
- 连续转换模式功耗较高，电池供电设备建议使用单次转换+定时触发。
-
注入组优先级
- 即使规则组处于连续转换中，注入组触发仍会立即中断当前转换。
5. 常见问题解答
Q1：扫描模式必须用DMA吗？
A1：不是必须，但强烈推荐。DMA可避免数据丢失，若用中断读取，需确保处理速度够快。
Q2：如何暂停连续转换？
A2：调用ADC_ContinuousConvModeCmd(ADC1, DISABLE)，或直接关闭ADC：
ADC_Cmd(ADC1, DISABLE); // 完全停止ADC
Q3：规则组和注入组能同时用扫描模式吗？
A3：可以！规则组和注入组的扫描相互独立，但注入组会打断规则组当前转换。
总结
- 扫描模式：解决多通道自动切换问题，需注意数据存储。
- 连续转换：实现无缝采样，适合实时性要求高的场景。
- 组合使用：灵活应对复杂需求（如实时监测多个传感器）。
通过合理配置这两种模式，可以充分发挥STM32 ADC的性能。
在STM32的ADC模块中，**连续转换模式（Continuous Conversion Mode）和单次转换模式（Single Conversion Mode）**的选择直接影响系统的实时性、功耗和采样精度。以下是针对您提到的两点的详细解释：
1. 连续转换模式 + 硬件触发的精确控制
工作原理
- 连续转换模式：ADC完成一次转换后，立即自动启动下一次转换，形成不间断的采样循环。
- 硬件触发（如定时器TIM2）：通过外部信号（如定时器更新事件）控制ADC的启动时机，实现固定间隔采样。
为何能精确控制采样间隔？
- 硬件同步：定时器的时钟源稳定（如内部72MHz晶振），触发信号的间隔误差极小（纳秒级）。
- 规避软件延迟：相比软件触发（需CPU干预），硬件触发完全由外设自动完成，无调度延迟。
配置示例
// 配置TIM2触发ADC（1kHz采样率，即1ms间隔）
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure;
TIM_InitStructure.TIM_Period = 7200 - 1; // 72MHz / 7200 = 10kHz
TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure);
TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); // 更新事件触发ADC
// 配置ADC为连续转换+硬件触发
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
效果：ADC以精确的1ms间隔采样，适合需要严格周期性的应用（如数字滤波器、PWM控制）。
2. 连续转换模式的功耗问题
高功耗原因
- ADC持续工作：连续转换模式下，ADC核心和模拟电路（如采样保持电路）始终处于活动状态，电流消耗较大（STM32F103典型值约1mA@14MHz ADC时钟）。
- 频繁数据更新：即使无实际信号变化，ADC仍持续转换，浪费功耗。
单次转换+定时触发的低功耗方案
（1）工作流程
- 单次转换模式：每次触发后只采样一次，然后自动停止。
- 定时器触发：按需唤醒ADC（如每秒1次），其余时间ADC处于低功耗状态。
（2）配置代码
// 配置ADC为单次转换+硬件触发
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 配置TIM2低速触发（如1Hz）
TIM_InitStructure.TIM_Period = 72000000 - 1; // 72MHz / 72000000 = 1Hz
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure);
（3）功耗对比
| 模式 | 平均电流（示例） | 适用场景 |
|---|---|---|
| 连续转换（1kHz） | ~1.2mA | 实时控制、高速信号处理 |
| 单次转换+定时（1Hz） | ~50μA | 电池供电的传感器监测 |
3. 如何选择？
选择连续转换模式当：
- 需要高实时性（如电机控制、音频采样）。
- 系统供电充足（如插电设备）。
选择单次转换+定时触发当：
- 设备由电池供电（如IoT传感器）。
- 信号变化缓慢（如温度、湿度监测）。
折中方案
- 动态切换模式：根据任务需求灵活调整。
void Set_ADCMode(uint8_t isHighSpeed) { ADC_ContinuousConvModeCmd(ADC1, isHighSpeed ? ENABLE : DISABLE); TIM_SetAutoreload(TIM2, isHighSpeed ? 7200 - 1 : 72000000 - 1); // 切换采样率 }
4. 实测建议
- 测量电流：用万用表对比两种模式的功耗差异（注意关闭未用外设）。
- 唤醒时间：单次模式首次转换可能有额外延迟（需重新校准）。
通过合理选择转换模式，可平衡性能与功耗，满足不同应用场景需求。
在STM32的ADC应用中，定时器触发ADC采样通常不需要在定时器中断服务函数（如TIMx_IRQHandler）中编写代码，而是直接通过定时器的硬件触发输出（如TRGO）自动控制ADC启动。以下是具体说明和代码示例：
1. 硬件触发ADC的配置流程
（1）定时器配置
- 不依赖中断：仅用定时器的更新事件（UEV）触发ADC，无需进入中断。
- 关键步骤：
- 设置定时器周期（决定采样间隔）。
- 配置定时器触发输出（TRGO）。
// 配置TIM2触发ADC（1kHz采样率，72MHz主频）
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure;
TIM_InitStructure.TIM_Period = 72000 - 1; // 72000 / 72MHz = 1ms (1kHz)
TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 0; // 不分频
TIM_InitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure);
// 配置TIM2更新事件触发TRGO
TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); // 启动定时器
（2）ADC配置
- 设置为硬件触发模式，选择定时器作为触发源。
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO; // TIM2触发
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次转换模式（推荐低功耗）
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
2. 何时需要定时器中断？
如果需要在定时器事件中执行其他任务（如数据处理、状态检查），才需启用中断。此时需：
（1）启用定时器中断
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); // 允许更新中断
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn); // 启用NVIC中断
（2）中断服务函数示例
void TIM2_IRQHandler(void) {
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update)) {
// 此处可添加其他任务（如读取ADC数据、控制逻辑）
// 注意：ADC采样已由硬件自动触发，无需在此启动！
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除中断标志
}
}
3. 完整代码示例（无中断方案）
目标：用TIM2以1kHz触发ADC采样，DMA传输数据。
#include "stm32f10x.h"
uint16_t adcValue; // 存储ADC数据
void ADC_TIM_Config(void) {
// 1. 启动时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 2. 配置GPIO（PA0为ADC输入）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 3. 配置TIM2（1kHz触发）
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure;
TIM_InitStructure.TIM_Period = 72000 - 1; // 1ms间隔
TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure);
TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); // 更新事件触发ADC
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
// 4. 配置ADC1（单次转换+定时器触发）
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次转换
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 5. 配置ADC通道
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
// 6. 启用ADC
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
int main(void) {
ADC_TIM_Config();
while (1) {
// 数据通过DMA或中断自动更新（此处为轮询示例）
if (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)) {
adcValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
ADC_ClearFlag(ADC1, ADC_FLAG_EOC);
}
}
}
4. 关键注意事项
- 无需中断触发ADC：硬件触发本身不需要CPU干预，直接由定时器信号启动ADC。
- 中断的用途：仅当需要在定时器事件中执行额外逻辑（如数据处理、状态机更新）时才启用中断。
- DMA推荐：高频采样时，务必使用DMA传输数据，避免CPU轮询开销。
总结
- 纯硬件触发：配置定时器TRGO + ADC外部触发，无需中断，效率最高。
- 中断的适用场景：同步执行其他任务（如报警检查、数据打包）。
- 低功耗设计：单次转换模式 + 定时器触发，适合电池供电设备。
在STM32的ADC应用中，定时器触发的是ADC的启动时机，即控制何时开始一次完整的“采样+转换”过程。以下是关键概念的分步解释和代码实现：
1. 定时器触发的本质
- 触发的内容：定时器触发的是ADC的完整转换流程，包括：
- 采样阶段（Sampling Phase）：ADC对输入信号进行采样保持（时间由
ADC_SampleTime决定）。 - 转换阶段（Conversion Phase）：ADC将采样值转换为数字量（固定12.5个ADC时钟周期）。
- 采样阶段（Sampling Phase）：ADC对输入信号进行采样保持（时间由
- 定时器的作用：精确控制每次“采样+转换”的启动时刻，而非单独控制采样或转换。
2. 数据获取的位置
（1）DMA自动传输（推荐方式）
- 配置步骤：
uint16_t adcValue; // 存储ADC数据 // 启用ADC DMA DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&adcValue; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1; DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); - 数据获取：
定时器触发ADC后，转换结果会自动通过DMA传输到adcValue变量，无需程序干预。
（2）中断中读取
- 配置步骤：
// 启用ADC转换完成中断 ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE); NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn); // 中断服务函数 void ADC1_2_IRQHandler(void) { if (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_EOC)) { adcValue = ADC_GetConversionValue(ADC1); ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_EOC); } } - 数据获取：
每次转换完成后，在中断中读取ADC_DR寄存器。
（3）轮询方式（低效，仅用于测试）
// 主循环中等待转换完成
while (1) {
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 定时器触发时无需此句
while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
adcValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
3. 完整代码示例（定时器触发+DMA）
目标：TIM2以1kHz触发ADC1采样PA0，DMA自动传输数据。
#include "stm32f10x.h"
uint16_t adcValue; // 存储ADC数据
void ADC_Config(void) {
// 1. 启用时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
// 2. 配置PA0为模拟输入
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 3. 配置TIM2（1kHz触发）
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure;
TIM_InitStructure.TIM_Period = 72000 - 1; // 72MHz / 72000 = 1kHz
TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure);
TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); // 更新事件触发ADC
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
// 4. 配置DMA
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&adcValue;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
// 5. 配置ADC
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次转换
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 6. 配置ADC通道
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
// 7. 启用ADC和DMA
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
int main(void) {
ADC_Config();
while (1) {
// adcValue已通过DMA自动更新，可直接使用
float voltage = adcValue * 3.3f / 4095; // 转换为电压值
}
}
4. 关键总结
| 问题 | 答案 |
|---|---|
| 定时器触发的内容 | 触发完整的ADC转换流程（采样+转换） |
| 采样时刻控制 | 由定时器的触发信号决定 |
| 数据获取位置 | DMA自动传输到变量 / 中断中读取 / 轮询ADC_DR寄存器 |
| 最优方案 | 定时器硬件触发 + DMA传输（无CPU干预，高效低功耗） |
通过这种方式，STM32可以实现精确的定时采样，同时最小化CPU负载。
在STM32的ADC应用中，定时器触发ADC采样时，选择单次转换模式（Single Conversion）还是连续转换模式（Continuous Conversion），取决于具体的应用场景和需求。以下是两者的对比分析和配置建议：
1. 单次转换模式（Single Conversion）
特点
- 工作流程：
每次定时器触发后，ADC执行一次完整的采样+转换，然后自动停止，等待下一次触发。 - 功耗：较低（仅在触发时激活ADC）。
- 数据更新：每次触发后数据更新一次。
适用场景
- 低频采样：如温度监测（每秒几次）。
- 电池供电设备：需要最小化功耗。
- 事件触发采样：如按键按下后采集一次数据。
配置代码
// ADC初始化配置
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO; // TIM2触发
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 启动ADC（首次启动后，后续由定时器自动触发）
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
2. 连续转换模式（Continuous Conversion）
特点
- 工作流程：
定时器首次触发后，ADC持续循环执行采样+转换，直到手动停止。
（注：在硬件触发下，连续转换模式仍依赖定时器的周期性触发。） - 功耗：较高（ADC持续运行）。
- 数据更新：数据持续刷新，速率由定时器触发频率决定。
适用场景
- 高频实时采样：如音频信号处理（>1kHz）。
- 控制环路：如电机PID控制，需要严格周期性的数据更新。
- 多通道扫描：配合DMA实现无缝数据流。
配置代码
// ADC初始化配置
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO; // TIM2触发
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 启动ADC（首次启动后，ADC会持续运行，但每次转换仍由定时器触发）
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
3. 关键区别与选择建议
| 特性 | 单次转换模式 | 连续转换模式 |
|---|---|---|
| 触发后行为 | 采样一次后停止 | 持续采样，直到手动停止 |
| 功耗 | 低（适合电池供电） | 高（适合持续供电场景） |
| 数据更新频率 | 由定时器触发频率决定 | 由定时器触发频率决定 |
| 硬件资源占用 | ADC间歇工作 | ADC持续占用 |
| 典型应用 | 温度传感器、低速监测 | 电机控制、音频采集 |
选择原则
-
单次转换模式：
- 需要低功耗或非连续采样时使用。
- 即使定时器触发频率很高（如1kHz），每次触发仍只采样一次。
-
连续转换模式：
- 需要无缝数据流或严格实时性时使用。
- 注意：在硬件触发下，连续转换模式的实际采样率仍由定时器决定，但ADC核心会保持活跃状态。
4. 常见问题解答
Q1：连续转换模式下，定时器触发还有意义吗？
- 有意义！连续转换模式只是保持ADC核心处于工作状态，但每次转换的启动时刻仍由定时器精确控制。
- 若禁用硬件触发（如用软件触发），ADC会以最大速度连续采样（不推荐，可能丢失时序精度）。
Q2：单次模式是否会漏掉定时器触发信号？
- 不会。每次定时器触发都会启动一次新的转换，即使前一次转换已完成。
- 但需确保两次触发的间隔大于单次转换的总时间（采样时间 + 12.5周期）。
Q3：如何动态切换模式？
// 运行时切换为单次模式
ADC_ContinuousConvModeCmd(ADC1, DISABLE);
// 运行时切换为连续模式
ADC_ContinuousConvModeCmd(ADC1, ENABLE);
5. 完整示例（单次转换 + 定时器触发 + DMA）
#include "stm32f10x.h"
uint16_t adcValue;
void ADC_Config(void) {
// 1. 启用时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
// 2. 配置PA0为模拟输入
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 3. 配置TIM2（100Hz触发）
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure;
TIM_InitStructure.TIM_Period = 720000 - 1; // 72MHz / 720000 = 100Hz
TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure);
TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); // 更新事件触发ADC
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
// 4. 配置DMA（单次传输）
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&adcValue;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
// 5. 配置ADC（单次转换 + TIM2触发）
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 6. 配置ADC通道
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
// 7. 启用ADC和DMA
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
int main(void) {
ADC_Config();
while (1) {
// adcValue每10ms自动更新一次（由TIM2触发）
float voltage = adcValue * 3.3f / 4095;
}
}
总结
- 单次转换模式：节能，适合低频或事件触发场景。
- 连续转换模式：实时性强，适合高频或控制环路。
- 硬件触发：无论哪种模式，定时器均可精确控制采样间隔。
- 推荐组合：
- 低功耗应用：单次转换 + 定时器触发 + DMA。
- 实时控制：连续转换 + 定时器触发 + DMA。