【Day8】:ADC电压采集

类比输入

自然界当中的讯号几乎为连续的，也就是我们常说的类比讯号，而对於单晶片或着电脑来说，我们能够接收的不外乎就是0与1，因此就有了ADC的诞生，ADC全名为Analog-To-Digital Converter，类比转数位转换器，透过短时间重复采样，将连续寻号转换为离散的。可以想像如果我们采集的频率越高，越能完整的描述这个连续的讯号，这也就是取样率的概念

而另一个重要的概念就是解析度，如果我们能够将固定的范围切的更细，那麽我们也就能更好的描述这个类比讯号。
还记得以前在Arduino使用analogRead他回传的值为0~1023也就是切成1024等分，我们将其称为10位元解析度的A/D转换器(1024为2的10次方)。而STM32为12的解析度高达12位元，输出为0~4095，分成4096等分。不过要注意的是Arduino是将0~5V切成1024等分，而STM32是将0~3.3V分成4096等分。稍微计算一下可以发现3.3/4096=0.000806，一个等分约为0.806mV。

ADC使用

STM32F429ZI单晶片总共有3个ADC转换器(ADC1~ADC3)，而每个转换器有高达19个通道。
是不是完全听不懂一下3个、一下19个、又通道...。我们可以想像ADC转换器就是一台机器，可以将类比讯号转换为数位讯号，而这台机器有19个开口来接收类比讯号(当然一次还是只能接收一个啦)，但这台机器运作的速度非常快(根据我简单的测量，转换一次的时间约为11微秒左右)，因此就算你19个通道全部都在输入，那也只需要11X19=209微秒就可以测量完所有的通道，相当的快。
底下为每个ADC转换器各个通道所对应到的脚位

单通道转换

首先我们先来看单通道的转换

1. 一样进入.ioc档，今天我们终於要来使用左边那排看起来很复杂的类别了。选Analog底下的ADC1，右边出现许多框框勾选IN0，现在我们就已经把ADC1的第一个通道打开了。(我们往下滑会发现怎麽只有IN0~IN15，不是说有19个通道吗?怎麽只有16个呢?其实这块板子对於外部脚位只有配置16个通道，剩下的3个通道供单晶片内部使用，像是温度感测等)
2. 再来底下的Configuration完全不用配置，都使用预设的即可!这样就完成设定啦~接下来我们来写程序，实际的来使用看看ADC功能。不过除了上面所说查表的方式可以知道该通道对应的脚位以外，我们也可以再Configuration的地方点GPIO Settings，底下的PinName就是脚位名称啦，与查表的方式得到的答案相同ADC1的IN0对应的脚位为PA0
3. 
4. 接下来我们要使用3个函式来完成ADC的转换

HAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef* hadc)
HAL_ADC_PollForConversion(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t Timeout)
HAL_ADC_GetValue(ADC_HandleTypeDef* hadc)

我们依序来介绍。
第一个函式的功能就是启用ADC转换器，就像你要使用一台机器前要先把开关打开的道理相同。
第二个函式的功能是等待转换完成後再继续执行程序。不要忘了这台机器转换是需要时间的，虽然很快(~11us)，因此这个函式就是等待转换完成後再继续执行。但如果这台机器出错，转换失败呢?整个程序就一直卡在这里那还得了，因此Timeout这个参数就是告诉这台机器最多要等多久，单位是ms。
第三个函式看名字就知道，它会回传转换的结果。

/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */

    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,1);
    value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}

记得在全域宣告一个整数变数value
每次转换前都要将ADC转换器启用(只要转换完成就会关掉，因此要放在while回圈)。
执行後我们就可以用现场表达是来监看转换完成的value啦