基于CH32V103系列MCU的ADC采样设计

简介

CH32V103系列是以青稞V3A处理器为核心的32位通用RISC-V MCU，该处理器是基于RISC-V开源指令集设计。片上集成了时钟安全机制、多级电源管理、通用DMA控制器。此系列具有1路USB2.0主机/设备接口、多通道12位ADC转换模块、多通道TouchKey、多组定时器、多路IIC/USART/SPI接口等丰富的外设资源。

本章教程使用CH32V103开发板的ADC1通道1对开发板的VCC引脚和GND引脚进行采样，并将采样结果通过串口调试助手打印显示。

1、ADC及相关函数介绍

CH32V103的ADC模块包含一个 12 位的逐次逼近型的模拟数字转换器，最高14MHz的输入时钟。支持16个外部通道和2个内部信号源采样源。可完成通道的单次转换、连续转换，通道间自动扫描模式、间断模式、外部触发模式等功能。可以通过模拟看门狗功能监测通道电压是否在阈值范围内。

关于ADC具体信息，可参考CH32V103应用手册。ADC标准库函数具体内容如下：

1.1、void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx)

功 能：将ADCx外围寄存器初始化为其默认重置值。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.2、void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)

功 能：根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化ADCx外围设备。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_InitStruct：指向包含指定ADC外围设备的配置信息的ADC_InitTypeDef结构的指针。

1.3、void ADC_StructInit(ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)

功 能：用默认值填充每个ADC_InitStruct成员。

输 入：ADC_InitStruct：指向包含指定ADC外围设备的配置信息的ADC_InitTypeDef结构的指针。

1.4、无效ADC_Cmd（ADC_TypeDef* ADCx，函数状态新状态）

功 能：启用或禁用指定的ADC外围设备。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备； NewState:启用或禁用。

1.5、无效ADC_DMACmd（ADC_TypeDef* ADCx，功能状态新状态）

功 能：启用或禁用指定的ADC DMA请求。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备； NewState:启用或禁用。

1.6、无效ADC_ITConfig（ADC_TypeDef* ADCx， uint16_t ADC_IT， FunctionalState NewState）

功 能：启用或禁用指定的ADC中断。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备； ADC_IT:指定要启用或禁用的ADC中断源。 NewState:启用或禁用。

1.7、无效ADC_ResetCalibration（ADC_TypeDef* ADCx）

功 能：重置所选ADC校准寄存器。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.8、标志状态ADC_GetResetCalibrationStatus（ADC_TypeDef* ADCx）

功 能：获取所选ADC重置校准寄存器状态。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.9、无效ADC_StartCalibration（ADC_TypeDef* ADCx）

功 能：启动所选ADC校准过程。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.10、标志状态ADC_GetCalibrationStatus（ADC_TypeDef* ADCx）

功 能：获取所选ADC校准状态。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.11、无效ADC_SoftwareStartConvCmd（ADC_TypeDef* ADCx，函数状态新状态）

功 能：启用或禁用所选ADC软件启动转换。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备； NewState:启用或禁用。

1.12、FlagStatus ADC_GetSoftwareStartConvStatus(ADC_TypeDef* ADCx)

功 能：获取所选ADC软件开始转换状态。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.13、void ADC_DiscModeChannelCountConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Number)

功 能：为所选ADC常规组通道配置不连续模式。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；Number：指定不连续模式常规通道计数值。

1.14、void ADC_DiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

功 能：为指定的ADC启用或禁用常规组通道上的不连续模式。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；NewState:启用或禁用。

1.15、void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)

功 能：为所选ADC常规通道配置其在序列器中的相应列组及其采样时间。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_Channel：要配置的ADC信道；Rank：常规组序列器中的等级；ADC_SampleTime：要为所选通道设置的采样时间值。

1.16、void ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

功 能：通过外部触发器启用或禁用ADCx转换。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；NewState:启用或禁用。

1.17、uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)

功 能：返回常规通道的最后一个ADCx转换结果数据。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.18、uint32_t ADC_GetDualModeConversionValue(void)

功 能：以双模式返回最后一个ADC1和ADC2转换结果数据。

输 入：无。

1.19、void ADC_AutoInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

功 能：启用或禁用所选ADC在常规转换后自动注入组转换。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；NewState:启用或禁用。

1.20、void ADC_InjectedDiscModeCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

功 能：为指定的ADC启用或禁用注入组通道的不连续模式。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；NewState:启用或禁用。

1.21、void ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_ExternalTrigInjecConv)

功 能：为注入通道转换配置ADCx外部触发器。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_ExternalTrigInjecConv：指定开始注入转换的ADC触发器。

1.22、void ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

功 能：通过外部触发器启用或禁用ADCx注入通道转换。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；NewState:启用或禁用。

1.23、void ADC_SoftwareStartInjectedConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

功 能：启用或禁用注入通道转换的所选ADC启动。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；NewState:启用或禁用。

1.24、FlagStatus ADC_GetSoftwareStartInjectedConvCmdStatus(ADC_TypeDef* ADCx)

功 能：获取所选ADC软件开始注入转换状态。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备。

1.25、void ADC_InjectedChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)

功 能：为所选ADC注入通道配置其在序列器中的相应秩及其采样时间。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_Channel：要配置的ADC信道；Rank：注入组序列器中的秩；ADC_SampleTime：要为所选通道设置的采样时间值。

1.26、void ADC_InjectedSequencerLengthConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t Length)

功 能：配置注入通道的序列器长度。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；Length：序列器的长度。

1.27、void ADC_SetInjectedOffset(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel, uint16_t Offset)

功 能：设置注入通道转换值偏移。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；Offset：所选ADC注入通道的偏移值。

1.28、uint16_t ADC_GetInjectedConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_InjectedChannel)

功 能：ADC返回注入通道的结果。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_InjectedChannel：转换后的ADC注入通道。

1.29、void ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC_TypeDef* ADCx, uint32_t ADC_AnalogWatchdog)

功 能：启用或禁用单个/所有常规或注入通道上的模拟看门狗。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_AnalogWatchdog：ADC模拟看门狗配置。

1.30、void ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t HighThreshold,uint16_t LowThreshold)

功 能：配置模拟看门狗的高阈值和低阈值。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；HighThreshold：ADC模拟看门狗高阈值;LowThreshold：ADC模拟看门狗低阈值。

1.31、void ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel)

功 能：配置模拟看门狗保护的单通道。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_Channel：为模拟看门狗配置的ADC信道。

1.32、void ADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalState NewState)

功 能：启用或禁用温度传感器和Vrefint通道。

输 入：NewState:启用或禁用。

1.33、FlagStatus ADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG)

功 能：检查是否设置了指定的ADC标志。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_FLAG：指定要检查的标志。

1.34、void ADC_ClearFlag(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_FLAG)

功 能：清除ADCx的挂起标志。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_FLAG：指定要清除的标志。

1.35、ITStatus ADC_GetITStatus(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT)

功 能：检查指定的ADC中断是否已发生。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_IT：指定要检查的ADC中断源。

1.36、void ADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef* ADCx, uint16_t ADC_IT)

功 能：清除ADCx的中断挂起位。

输 入：ADCx：其中x可以是1以选择ADC外围设备；ADC_IT：指定要清除的ADC中断挂起位。

1.37、s32 TempSensor_Volt_To_Temper(s32 Value)

功 能：内部温度传感器电压与温度之间的关系。

输 入：Value：电压值。

以上函数均为库函数内部函数，在进行使用时只需在程序中进行调用即可。

2、硬件设计

本章教程通过ADC1通道1读取开发板VCC引脚和GND引脚ADC值，并通过串口调试助手打印显示出来。

3、软件设计

CH32V103C8T6的ADC_IN1在PC1和PA1引脚，本文使用PA1，通过PA1读取开发板VCC引脚ADC值和GND引脚ADC值，具体程序如下：

adc.h文件

adc.c文件

main.c文件

main.c文件主要进行相关函数的初始化以及打印输出通过ADC_IN1读取到的ADC值。

4、下载验证

将编译好的程序下载到开发板并复位，用杜邦线将PA1引脚分别与VCC引脚和GND引脚连接，读取ADC值。注意，此处VCC引脚连接3.3V。串口打印情况具体如下：

当连接GND引脚时：

当连接VCC（3.3V）引脚时：