1. ①電壓輸入範圍
ADC 輸入範圍爲：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。由 VREF-、VREF+ 、VDDA 、VSSA、這四個外部
引腳決定。
我們在設計原理圖的時候一般把 VSSA 和 VREF-接地，把 VREF+和 VDDA 接 3V3，得到
ADC 的輸入電壓範圍爲：0~3.3V。
如果我們想讓輸入的電壓範圍變寬，去到可以測試負電壓或者更高的正電壓，我們可
以在外部加一個電壓調理電路，把需要轉換的電壓擡升或者降壓到 0~3.3V，這樣 ADC 就
可以測量了。
2. ②輸入通道
我們確定好 ADC 輸入電壓之後，那麼電壓怎麼輸入到 ADC？這裏我們引入通道的概念，
STM32 的 ADC 多達 18 個通道，其中外部的 16 個通道就是框圖中的 ADCx_IN0 、
ADCx_IN1...ADCx_IN5。這 16 個通道對應着不同的 IO 口，具體是哪一個 IO 口可以從手
冊查詢到。其中 ADC1/2/3 還有內部通道：ADC1 的通道 16 連接到了芯片內部的溫度傳感
器，Vrefint 連接到了通道 17。ADC2 的模擬通道 16 和 17 連接到了內部的 VSS。
ADC3 的模擬通道 9、14、15、16 和 17 連接到了內部的 VSS。
外部的 16 個通道在轉換的時候又分爲規則通道和注入通道，其中規則通道最多有 16
路，注入通道最多有 4 路。那這兩個通道有什麼區別？在什麼時候使用？
規則通道
規則通道：顧名思意，規則通道就是很規矩的意思，我們平時一般使用的就是這個通
道，或者應該說我們用到的都是這個通道，沒有什麼特別要注意的可講。
注入通道
注入，可以理解爲插入，插隊的意思，是一種不安分的通道。它是一種在規則通道轉
換的時候強行插入要轉換的一種。如果在規則通道轉換過程中，有注入通道插隊，那麼就
要先轉換完注入通道，等注入通道轉換完成後，再回到規則通道的轉換流程。這點跟中斷
程序很像，都是不安分的主。所以，注入通道只有在規則通道存在時纔會出現。
3. ③轉換順序
規則序列
規則序列寄存器有 3 個，分別爲 SQR3、SQR2、SQR1。SQR3 控制着規則序列中的第
一個到第六個轉換，對應的位爲：SQ1[4:0]~SQ6[4:0]，第一次轉換的是位 4:0 SQ1[4:0]，如
果通道 16 想第一次轉換，那麼在 SQ1[4:0]寫 16 即可。SQR2 控制着規則序列中的第 7 到第
12 個轉換，對應的位爲：SQ7[4:0]~SQ12[4:0]，如果通道 1 想第 8 個轉換，則 SQ8[4:0]寫 1
即可。SQR1 控制着規則序列中的第 13 到第 16 個轉換，對應位爲：SQ13[4:0]~SQ16[4:0]，
如果通道 6 想第 10 個轉換，則 SQ10[4:0]寫 6 即可。具體使用多少個通道，由 SQR1 的位
L[3:0]決定，最多 16 個通道。
注入序列
注入序列寄存器 JSQR 只有一個，最多支持 4 個通道，具體多少個由 JSQR 的 JL[2:0]
決定。如果 JL 的 值小於 4 的話，則 JSQR 跟 SQR 決定轉換順序的設置不一樣，第一次轉
換的不是 JSQR1[4:0]，而是 JCQRx[4:0] ，x = （4-JL），跟 SQR 剛好相反。如果 JL=00（1
個轉換），那麼轉換的順序是從 JSQR4[4:0]開始，而不是從 JSQR1[4:0]開始，這個要注意，
編程的時候不要搞錯。當 JL 等於 4 時，跟 SQR 一樣。
4. ④觸發源
通道選好了，轉換的順序也設置好了，那接下來就該開始轉換了。ADC 轉換可以由
ADC 控制寄存器 2: ADC_CR2 的 ADON 這個位來控制，寫 1 的時候開始轉換，寫 0 的時候
停止轉換，這個是最簡單也是最好理解的開啓 ADC 轉換的控制方式，理解起來沒啥技術含
量。
除了這種庶民式的控制方法，ADC 還支持觸發轉換，這個觸發包括內部定時器觸發和
外部 IO 觸發。觸發源有很多，具體選擇哪一種觸發源，由 ADC 控制寄存器 2:ADC_CR2 的
EXTSEL[2:0] 和 JEXTSEL[2:0] 位 來控制 。 EXTSEL[2:0] 用於 選擇 規則 通道 的觸發源，
JEXTSEL[2:0]用於選擇注入通道的觸發源。選定好觸發源之後，觸發源是否要激活，則由
ADC 控制寄存器 2:ADC_CR2 的 EXTTRIG 和 JEXTTRIG 這兩位來激活。其中 ADC3 的規則
轉換和注入轉換的觸發源與 ADC1/2 的有所不同，在框圖上已經表示出來。
5. ⑤轉換時間
ADC 時鐘
ADC 輸入時鐘 ADC_CLK 由 PCLK2 經過分頻產生，最大是 14M，分頻因子由 RCC 時
鍾配置寄存器 RCC_CFGR 的位 15:14 ADCPRE[1:0]設置，可以是 2/4/6/8 分頻，注意這裏
沒有 1 分頻。一般我們設置 PCLK2=HCLK=72M。
採樣時間
ADC 使用若干個 ADC_CLK 週期對輸入的電壓進行採樣，採樣的週期數可通過 ADC
採樣時間寄存器 ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2 中的 SMP[2:0]位設置，ADC_SMPR2 控制
的是通道 0~9，ADC_SMPR1 控制的是通道 10~17。每個通道可以分別用不同的時間採樣。
其中採樣週期最小是 1.5 個，即如果我們要達到最快的採樣，那麼應該設置採樣週期爲 1.5
個週期，這裏說的週期就是 1/ADC_CLK。
ADC 的轉換時間跟 ADC 的輸入時鐘和採樣時間有關，公式爲：Tconv = 採樣時間 +
12.5 個週期。當 ADCLK = 14MHZ （最高），採樣時間設置爲 1.5 週期（最快），那麼總
的轉換時間（最短）Tconv = 1.5 週期 + 12.5 週期 = 14 週期 = 1us。
一般我們設置 PCLK2=72M，經過 ADC 預分頻器能分頻到最大的時鐘只能是 12M，採
樣週期設置爲 1.5 個週期，算出最短的轉換時間爲 1.17us，這個纔是最常用的。
6. ⑥數據寄存器
一切準備就緒後，ADC 轉換後的數據根據轉換組的不同，規則組的數據放在 ADC_DR
寄存器，注入組的數據放在 JDRx。
規則數據寄存器
ADC 規則組數據寄存器 ADC_DR 只有一個，是一個 32 位的寄存器，低 16 位在單 ADC
時使用，高 16 位是在 ADC1 中雙模式下保存 ADC2 轉換的規則數據，雙模式就是 ADC1 和
ADC2 同時使用。在單模式下，ADC1/2/3 都不使用高 16 位。因爲 ADC 的精度是 12 位，
無論 ADC_DR 的高 16 或者低 16 位都放不滿，只能左對齊或者右對齊，具體是以哪一種方
式存放，由 ADC_CR2 的 11 位 ALIGN 設置。
規則通道可以有 16 個這麼多，可規則數據寄存器只有一個，如果使用多通道轉換，那
轉換的數據就全部都擠在了 DR 裏面，前一個時間點轉換的通道數據，就會被下一個時間
點的另外一個通道轉換的數據覆蓋掉，所以當通道轉換完成後就應該把數據取走，或者開
啓 DMA 模式，把數據傳輸到內存裏面，不然就會造成數據的覆蓋。最常用的做法就是開
啓 DMA 傳輸。
注入數據寄存器
ADC 注入組最多有 4 個通道，剛好注入數據寄存器也有 4 個，每個通道對應着自己的
寄存器，不會跟規則寄存器那樣產生數據覆蓋的問題。ADC_JDRx 是 32 位的，低 16 位有
效，高 16 位保留，數據同樣分爲左對齊和右對齊，具體是以哪一種方式存放，由
ADC_CR2 的 11 位 ALIGN 設置。
7. ⑦中斷
轉換結束中斷
數據轉換結束後，可以產生中斷，中斷分爲三種：規則通道轉換結束中斷，注入轉換
通道轉換結束中斷，模擬看門狗中斷。其中轉換結束中斷很好理解，跟我們平時接觸的中
斷一樣，有相應的中斷標誌位和中斷使能位，我們還可以根據中斷類型寫相應配套的中斷
服務程序。
模擬看門狗中斷
當被 ADC 轉換的模擬電壓低於低閾值或者高於高閾值時，就會產生中斷，前提是我
們開啓了模擬看門狗中斷，其中低閾值和高閾值由 ADC_LTR 和 ADC_HTR 設置。例如我
們設置高閾值是 2.5V，那麼模擬電壓超過 2.5V 的時候，就會產生模擬看門狗中斷，反之
低閾值也一樣。
DMA 請求
規則和注入通道轉換結束後，除了產生中斷外，還可以產生 DMA 請求，把轉換好的
數據直接存儲在內存裏面。要注意的是隻有 ADC1 和 ADC3 可以產生 DMA 請求。有關
DMA 請求需要配合《STM32F10X-中文參考手冊》DMA 控制器這一章節來學習。一般我
們在使用 ADC 的時候都會開啓 DMA 傳輸。
8. ⑧電壓轉換
模擬電壓經過 ADC 轉換後，是一個 12 位的數字值，如果通過串口以 16 進制打印出來
的話，可讀性比較差，那麼有時候我們就需要把數字電壓轉換成模擬電壓，也可以跟實際
的模擬電壓（用萬用表測）對比，看看轉換是否準確。
我們一般在設計原理圖的時候會把 ADC 的輸入電壓範圍設定在：0~3.3v，因爲 ADC
是 12 位的，那麼 12 位滿量程對應的就是 3.3V，12 位滿量程對應的數字值是：2^12。數值
0 對應的就是 0V。如果轉換後的數值爲 X ，X 對應的模擬電壓爲 Y，那麼會有這麼一個等
式成立： 2^12 / 3.3 = X / Y，=> Y = (3.3 * X ) / 2^12。
9.獨立模式單通道採集程序
#include "stm32f10x.h"
#include "adc.h"
static void ADC_NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 嵌套向量中斷控制器組選擇 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//程序只能指定一次分組，搶佔優先級2位，響應優先級2位
/* 配置 ADC 爲中斷源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC1_2_IRQn;
/* 搶斷優先級爲 2 數字越小，越優先*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
/* 響應先級爲 1 數字越小，越優先*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
/* 使能中斷 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
/* 初始化配置 NVIC */
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void adc1_init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//
GPIO_InitTypeDef GPIO_Struct;
ADC_InitTypeDef ADC_Struct;
GPIO_Struct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_Struct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Struct);
ADC_Struct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//獨立模式
ADC_Struct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//不掃描，多通道才掃描
ADC_Struct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //連續轉換
ADC_Struct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//軟件開啓轉換
ADC_Struct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//轉換結果右對齊
ADC_Struct.ADC_NbrOfChannel = 1;//1個通道
ADC_Init(ADC1, &ADC_Struct);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);//ADC clock = PCLK2/8
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_NVIC_Configuration();//ADC中斷優先級配置
ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE);//ADC轉換結束中斷
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
// ADC開始校準
ADC_StartCalibration(ADC1);
//等待校準完成
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}