11.4 ADC项目：单通道电压采样

本实验通过STM32的ADC模块实现单通道电压采集，结合OLED实时显示电压值，覆盖独立模式与连续模式两种采样方式。核心功能：

• 独立模式：手动触发单次采样，适用于低功耗或精准触发场景。
• 连续模式：自动循环采样，适合实时监测动态信号。

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11.4.1 硬件电路设计

电位器连接与ADC通道

• 电位器电路：开发板集成滑动变阻器，动触点连接至ADC1通道6（PA6），输出0~3.3V模拟电压。
• 电压转换公式

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11.4.2 STM32CubeMX配置

1. 基础配置

• 工程设置：芯片型号 STM32F103C8T6，主频72MHz，调试接口SWD。
• ADC1配置：
  • 通道：PA6（ADC1_IN6）
  • 分辨率：12位
  • 采样时间：239.5 Cycles

2. I²C配置（OLED驱动）

• 模式：Speed Mode
• 引脚：PB6(SCL)/PB7(SDA)

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11.4.3 软件设计

独立单通道模式

1. ADC初始化（代码清单11-3）

static void MX_ADC1_Init(void) {
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;   // 12位分辨率
  hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;           // 禁用扫描模式
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;     // 单次转换模式
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; // 软件触发
  // ...其他参数保持默认
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}

2. 主循环采样与显示（代码清单11-4）

while (1) {
  HAL_ADC_Start(&hadc1);                        // 启动转换
  HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY); // 阻塞等待
  uint32_t value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);    // 读取原始值
  float voltage = (value / 4095.0) * 3.3;       // 计算电压
  sprintf(Message, "ADC: %d %.2fV", value, voltage);
  OLED_NewFrame();
  OLED_PrintString(0, 0, Message, &font16x16, OLED_COLOR_NORMAL);
  OLED_ShowFrame();
  HAL_Delay(500);                               // 延时500ms
}

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连续单通道模式

1. 配置差异

• CubeMX设置：启用 Continuous Conversion Mode。 <img src="/images/11/media/image5.png" alt="使能连续转换模式" style="width: 75%; height: auto; display: block; margin: 0 auto;"/>

2. 主循环逻辑（代码清单11-6）

while (1) {
  uint32_t value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);    // 直接读取数据
  float voltage = (value / 4095.0) * 3.3;       // 计算电压
  sprintf(Message, "ADC: %d %.2fV", value, voltage);
  OLED_NewFrame();
  OLED_PrintString(0, 0, Message, &font16x16, OLED_COLOR_NORMAL);
  OLED_ShowFrame();
  HAL_Delay(500);                               // 刷新间隔
}

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11.4.4 下载验证

步骤与现象

1. 硬件连接：
   • 确保电位器正确接入PA6，OLED通过I²C连接。
2. 烧录程序：
   • 独立模式：需手动触发采样（调用 HAL_ADC_Start）。
   • 连续模式：上电后自动开始采样。
3. 功能验证：
   • 旋转电位器，OLED实时显示ADC原始值及电压（如 ADC: 1899 1.53V）。

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关键说明：

• ADC参考电压需与实际供电电压一致（默认3.3V）。
• 浮点运算需启用FPU支持（CubeMX中配置）。
• 连续模式无需频繁触发，适合实时监测场景。