【STM32H7教程】第44章 STM32H7的ADC基础知识和HAL库API
44.1 初学者重要提示
STM32H7虽然支持差分，但不支持负压测量。
STM32H7的ADC采集通道体验快速通道Fast Channels和低速通道Slow Channels的区别，详情看本章2.12小节的电气特性。
STM32H7的ADC支持过采样，通过过采样技术可以做到26位分辨率。
ADC的专业术语诠释文档，推荐大家看看：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
44.2 ADC基础知识
ADC的几个关键知识点放在开头说：
STM32H7支持三路ADC，分别是ADC1，ADC2和ADC3。其中ADC1和ADC2可以组成双ADC模式，ADC3是独立的。这个跟STM32F4有所不同，F4的ADC1，ADC2和ADC3可以组成三ADC模式。
可以配置为16bit，14bit，12bit，10bit或者8bit分辨率，分辨率越低可以做到的采样率越高，因为转换时间要短。
每个ADC都支持20路采样通道。其中有6路快速通道和14路慢速通道，慢速和快速的区别主要是支持的最高采样率不同，慢速通道要比快速通道低。
支持单独输入和差分输入，其中差分输入不支持负压测量。
支持偏移校准和线性度校准，STM32F1的时候还带校准功能，到了STM32F4取消掉了，H7又恢复了校准功能。
支持规则通道和注入通道两种采样方式。
支持低功耗特性，系统在低频工作时保持最佳 ADC 性能（提供自动延迟插入）。
具有五条专用的内部通道，内部参考电压 VrefInt，内部温度传感器和VBAT 监测通道 VBAT/4都是连接到 ADC3。另外内部 DAC 通道 1 和通道 2，连接到 ADC2。
支持过采样，最高可以调整到26bit采样率。
ADC采样的数据可接入DFSDM数字滤波器进行后期处理。
每个ADC支持三路模拟看门狗。
44.2.1 ADC硬件框图
认识一个外设，最好的方式就是看他的框图，方便我们快速的了解ADC的基本功能，然后再看手册了解细节。框图如下所示（ADC1和ADC2）：
相比前面章节讲解的外设，ADC的框图相对较复杂，因为涉及到控制寄存器较多。通过这个框图，我们可以得到如下信息：
ADC_INP[0:19]和ADC_INN[0:19]
INP是差分正向输入，INN是差分反向输入。
ADC_INP[0:5]和ADC_INN[0:5]是快速通道。
ADC_INP[6:19]和ADC_INN[6:19]是慢速通道。
adc_ext_trg[20:0]
共有21路触发用于规则通道，ADC1和ADC2共用的，而ADC3是独立的。
adc_jext_trg[20:0]
共有21路触发用于注入通道，ADC1和ADC2共用的，而ADC3是独立的。
adc_awd1，adc_awd2和adc_awd3
每个ADC都支持三个模拟看门狗。
adc_it
ADC中断。
adc_hclk
ADC的AHB时钟。
adc_ker_ck
ADC的内核时钟。
adc_dma
用于ADC的DMA请求。
dac_out1，dac_out2，Vsense，Vrefint和Vbat
五条专用的内部通道，内部参考电压 VrefInt，内部温度传感器和VBAT 监测通道 VBAT/4都是连接到 ADC3。另外内部 DAC 通道 1 和通道 2，连接到 ADC2。
44.2.2 ADC时钟源选择
ADC有两种时钟源可供选择，可以使用来自AHB总线的系统时钟（属于同步时钟，对应下面框图的adc_hclk），也可以使用PLL2，PLL3，HSE，HSI或者CSI时钟（属于异步时钟，对应下面框图的adc_ker_ck）。
结合上面的框图，ADC的时钟源要注意以下几个问题：
ADC1，ADC2和ADC3共用选择的时钟。
ADC的时钟源使用AHB时钟，且使用注入模式，那么在16bit，14bit，12bit或者10bit分辨率时，ADC的时钟不能超过AHB时钟的四分之一。8bit模式时，不能超过AHB时钟的三分之一。
选择AHB时钟的话，ADC的配置中提供了不分频，二分频和四分频。如果选择了不分频，那么配置AHB的时钟输出时也不可以设置分频，即RCC的CFGR寄存器配置不可分频。
如果使用PLL时钟，运行期间要一直开启，不可关闭。
最后特别注意一点，如果STM32H7工作在400MHz，ADC使用AHB做时钟源，超频是不可避免的。ADC1和ADC2位于200MHz的AHB1总线时钟，而ADC3位于200MHz的AHB4下。根据上面的框图，ADCx_CCR寄存器的CKMODE最高可以选择4分频，那么就是50MHz，而ADC数据手册限制最高是36MHz，也就是说已经超频了。
使用AHB作为时钟源的好处就是定时器等外部触发方式的效果好。
第44章 STM32H7的ADC基础知识和HAL库API
本章节为大家讲解ADC（Analog-to-digital converters，模数转换器），极具项目使用价值，因为STM32H7的ADC已经高达16位分辨率，支持3.6Msps采样率。
44.1 初学者重要提示
44.2 ADC基础知识
44.3 ADC的HAL库用法
44.4 源文件stm32h7xx_hal_adc.c
44.5 总结
44.1 初学者重要提示
STM32H7虽然支持差分，但不支持负压测量。
STM32H7的ADC采集通道体验快速通道Fast Channels和低速通道Slow Channels的区别，详情看本章2.12小节的电气特性。
STM32H7的ADC支持过采样，通过过采样技术可以做到26位分辨率。
ADC的专业术语诠释文档，推荐大家看看：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
44.2 ADC基础知识
ADC的几个关键知识点放在开头说：
STM32H7支持三路ADC，分别是ADC1，ADC2和ADC3。其中ADC1和ADC2可以组成双ADC模式，ADC3是独立的。这个跟STM32F4有所不同，F4的ADC1，ADC2和ADC3可以组成三ADC模式。
可以配置为16bit，14bit，12bit，10bit或者8bit分辨率，分辨率越低可以做到的采样率越高，因为转换时间要短。
每个ADC都支持20路采样通道。其中有6路快速通道和14路慢速通道，慢速和快速的区别主要是支持的最高采样率不同，慢速通道要比快速通道低。
支持单独输入和差分输入，其中差分输入不支持负压测量。
支持偏移校准和线性度校准，STM32F1的时候还带校准功能，到了STM32F4取消掉了，H7又恢复了校准功能。
支持规则通道和注入通道两种采样方式。
支持低功耗特性，系统在低频工作时保持最佳 ADC 性能（提供自动延迟插入）。
具有五条专用的内部通道，内部参考电压 VrefInt，内部温度传感器和VBAT 监测通道 VBAT/4都是连接到 ADC3。另外内部 DAC 通道 1 和通道 2，连接到 ADC2。
支持过采样，最高可以调整到26bit采样率。
ADC采样的数据可接入DFSDM数字滤波器进行后期处理。
每个ADC支持三路模拟看门狗。
44.2.1 ADC硬件框图
认识一个外设，最好的方式就是看他的框图，方便我们快速的了解ADC的基本功能，然后再看手册了解细节。框图如下所示（ADC1和ADC2）：
相比前面章节讲解的外设，ADC的框图相对较复杂，因为涉及到控制寄存器较多。通过这个框图，我们可以得到如下信息：
ADC_INP[0:19]和ADC_INN[0:19]
INP是差分正向输入，INN是差分反向输入。
ADC_INP[0:5]和ADC_INN[0:5]是快速通道。
ADC_INP[6:19]和ADC_INN[6:19]是慢速通道。
adc_ext_trg[20:0]
共有21路触发用于规则通道，ADC1和ADC2共用的，而ADC3是独立的。
adc_jext_trg[20:0]
共有21路触发用于注入通道，ADC1和ADC2共用的，而ADC3是独立的。
adc_awd1，adc_awd2和adc_awd3
每个ADC都支持三个模拟看门狗。
adc_it
ADC中断。
adc_hclk
ADC的AHB时钟。
adc_ker_ck
ADC的内核时钟。
adc_dma
用于ADC的DMA请求。
dac_out1，dac_out2，Vsense，Vrefint和Vbat
五条专用的内部通道，内部参考电压 VrefInt，内部温度传感器和VBAT 监测通道 VBAT/4都是连接到 ADC3。另外内部 DAC 通道 1 和通道 2，连接到 ADC2。
44.2.2 ADC时钟源选择
ADC有两种时钟源可供选择，可以使用来自AHB总线的系统时钟（属于同步时钟，对应下面框图的adc_hclk），也可以使用PLL2，PLL3，HSE，HSI或者CSI时钟（属于异步时钟，对应下面框图的adc_ker_ck）。
结合上面的框图，ADC的时钟源要注意以下几个问题：
ADC1，ADC2和ADC3共用选择的时钟。
ADC的时钟源使用AHB时钟，且使用注入模式，那么在16bit，14bit，12bit或者10bit分辨率时，ADC的时钟不能超过AHB时钟的四分之一。8bit模式时，不能超过AHB时钟的三分之一。
选择AHB时钟的话，ADC的配置中提供了不分频，二分频和四分频。如果选择了不分频，那么配置AHB的时钟输出时也不可以设置分频，即RCC的CFGR寄存器配置不可分频。
如果使用PLL时钟，运行期间要一直开启，不可关闭。
最后特别注意一点，如果STM32H7工作在400MHz，ADC使用AHB做时钟源，超频是不可避免的。ADC1和ADC2位于200MHz的AHB1总线时钟，而ADC3位于200MHz的AHB4下。根据上面的框图，ADCx_CCR寄存器的CKMODE最高可以选择4分频，那么就是50MHz，而ADC数据手册限制最高是36MHz，也就是说已经超频了。
使用AHB作为时钟源的好处就是定时器等外部触发方式的效果好。
#define ADC_EXTERNALTRIG_T1_CC1 ((uint32_t)0x00000000)
#define ADC_EXTERNALTRIG_T1_CC2 ((uint32_t)ADC_CFGR_EXTSEL_0)
#define ADC_EXTERNALTRIG_T1_CC3 ((uint32_t)ADC_CFGR_EXTSEL_1)
#define ADC_EXTERNALTRIG_T2_CC2 ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_1 | ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T3_TRGO ((uint32_t)ADC_CFGR_EXTSEL_2)
#define ADC_EXTERNALTRIG_T4_CC4 ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_2 | ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_EXT_IT11 ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_2 | ADC_CFGR_EXTSEL_1))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T8_TRGO ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_2 | ADC_CFGR_EXTSEL_1 |
ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T8_TRGO2 ((uint32_t) ADC_CFGR_EXTSEL_3)
#define ADC_EXTERNALTRIG_T1_TRGO ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_3 | ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T1_TRGO2 ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_3 | ADC_CFGR_EXTSEL_1))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T2_TRGO ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_3 | ADC_CFGR_EXTSEL_1 | ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T4_TRGO ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_3 | ADC_CFGR_EXTSEL_2))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T6_TRGO ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_3 | ADC_CFGR_EXTSEL_2 | ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T15_TRGO ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_3 | ADC_CFGR_EXTSEL_2 | ADC_CFGR_EXTSEL_1))
#define ADC_EXTERNALTRIG_T3_CC4 ((uint32_t)(ADC_CFGR_EXTSEL_3 | ADC_CFGR_EXTSEL_2 | ADC_CFGR_EXTSEL_1 | ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_HR1_ADCTRG1 ((uint32_t) ADC_CFGR_EXTSEL_4)
#define ADC_EXTERNALTRIG_HR1_ADCTRG3 ((uint32_t) (ADC_CFGR_EXTSEL_4 | ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_LPTIM1_OUT ((uint32_t) (ADC_CFGR_EXTSEL_4 | ADC_CFGR_EXTSEL_1))
#define ADC_EXTERNALTRIG_LPTIM2_OUT ((uint32_t) (ADC_CFGR_EXTSEL_4 | ADC_CFGR_EXTSEL_1| ADC_CFGR_EXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIG_LPTIM3_OUT ((uint32_t) (ADC_CFGR_EXTSEL_4 | ADC_CFGR_EXTSEL_2))
注入通道支持的外部触发源如下：
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T1_TRGO ((uint32_t)0x00000000)
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T1_CC4 ((uint32_t)ADC_JSQR_JEXTSEL_0)
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T2_TRGO ((uint32_t)ADC_JSQR_JEXTSEL_1)
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T2_CC1 ((uint32_t)(ADC_JSQR_JEXTSEL_1 | ADC_JSQR_JEXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T3_CC4 ((uint32_t)ADC_JSQR_JEXTSEL_2)
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T4_TRGO ((uint32_t)(ADC_JSQR_JEXTSEL_2 | ADC_JSQR_JEXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_EXT_IT15 ((uint32_t)(ADC_JSQR_JEXTSEL_2 | ADC_JSQR_JEXTSEL_1))
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T8_CC4 ((uint32_t)(ADC_JSQR_JEXTSEL_2 | ADC_JSQR_JEXTSEL_1 |
ADC_JSQR_JEXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T1_TRGO2 ((uint32_t)ADC_JSQR_JEXTSEL_3)
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T8_TRGO ((uint32_t)(ADC_JSQR_JEXTSEL_3 | ADC_JSQR_JEXTSEL_0))
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T8_TRGO2 ((uint32_t)(ADC_JSQR_JEXTSEL_3 | ADC_JSQR_JEXTSEL_1))
#define ADC_EXTERNALTRIGINJEC_T3_CC3 ((uint32_t)(ADC_JSQR_JEXTSEL_3 | ADC_JSQR_JEXTSEL_1 | ADC_JSQR_JEXTSEL_0))