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外观

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配置流程 ​

一般使用ADC功能，都需要有以下几个步骤。

  1. 配置时钟
  2. 配置引脚
  3. 配置ADC模式
  4. 配置数据对齐方式
  5. 配置分辨率
  6. 配置采集通道
  7. 配置触发方式
  8. 使能ADC

配置时钟 ​

本案例使用ADC进行操作，需要开启ADC的时钟。 不过需要注意的是GD32VW55x的用户手册写出，ADC的最大时钟频率为42MHz。因此我们使用ADC时，需要将挂载ADC的时钟总线频率分频到42MHz以下。

ADC的时钟来源有AHB(160MHz)和APB2(160MHz),我们需要选择一个时钟源，并将其分频到42MHz以下。

本案例使用的是APB2作为ADC时钟来源，其最大时钟频率为160MHz，我们需要将其分频到42MHz以下。而它分频的参数有2分频、4分频、6分频、8分频等等。如选择2分频，则最终的ADC时钟频率为 160 / 2 = 80 MHz，这明显没有达到我们的42MHz以下的要求。选择4分频，最终的ADC时钟频率为：

160 / 4 = 40MHz

4分频满足了我们的要求。

配置引脚 ​

GD32VW553HQM6一共有11个外部ADC通道，我们将光敏电阻模块的AO引脚连接在PB0引脚上，查找数据手册的引脚定义可知，PB0的附加功能有ADC的通道8。

因为我们之前配置时钟的章节开启的是ADC的时钟，所以这里选择PB0的附加功能，ADC的通道8进行操作。要操作 GPIO 引脚，必不可少的就是对 GPIO 进行配置，包括开启时钟、配置模式、配置输出、设置功能等，还是这一系列的操作。

PB0引脚和ADC通道8的宏定义如下：

C++
/* PB0 ADC_IN8 */
#define BSP_ADC_GPIO_RCU     RCU_GPIOB
#define BSP_ADC_GPIO_PORT    GPIOB
#define BSP_ADC_GPIO_PIN     GPIO_PIN_0

/* PB0 ADC_IN8 */
#define BSP_ADC_RCU         RCU_ADC
#define BSP_ADC             ADC
#define BSP_ADC_CHANNEL     ADC_CHANNEL_8

初始化GPIO引脚的配置如下：

C++
//使能引脚时钟
rcu_periph_clock_enable(BSP_ADC_GPIO_RCU);
//使能ADC时钟
rcu_periph_clock_enable(BSP_ADC_RCU);
//配置ADC时钟为4分频
adc_clock_config(ADC_ADCCK_PCLK2_DIV4);
//配置引脚为模拟浮空输入模式
gpio_mode_set(BSP_ADC_GPIO_PORT, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, BSP_ADC_GPIO_PIN);

以上代码需要注意的是使用ADC功能时，引脚必须设置为模拟浮空模式，如设置为上拉或下拉模式，则采集的电压是不准确的。

配置ADC模式 ​

ADC的模式有4种，分别是单次、连续、扫描和间断转换模式。具体的讲解见章节【GD32的ADC介绍】，这里我们配置为扫描模式，这样就可以根据自己的需要，配置采集通道进行依次扫描采集对应引脚的模拟信号。也可以根据需要配置为连续模式和间断模式。

扫描模式配置如下：

C++
//使能扫描模式
adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE, ENABLE);

配置数据对齐方式 ​

GD32VW553HQM6 微控制器的ADC支持各种数据对齐方式以适应不同的应用场景。常见的数据对齐方式包括左对齐和右对齐。在右对齐模式下，ADC的数据在转换结束后被右对齐到最低位，不足的位数在高位填充0。右对齐模式允许实现在没有精度的损失下更好的动态范围。

在左对齐模式下，ADC的数据被左对齐到最高位，不足的位数在低位填充0。左对齐模式可以提高分辨率，但会导致动态范围降低。

我们配置为右对齐方式，这样我们可以直接将转换完成的数据进行运算。

右对齐方式的配置如下：

C++
//数据右对齐
adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);

配置分辨率 ​

GD32VW553HQM6的分辨率可以配置为6、8、10、12 位。我们可以通过降低 ADC 的分辨率，获得较快的转换时间（tADC）。对于那些不需要高精度数据的应用，可以使用较低的分辨率来实现更快速地转换。

这里我们配置为12位分辨率。分辨率的配置如下：

C++
//ADC0设置为12位分辨率
adc_resolution_config(ADC_RESOLUTION_12B);

配置采集通道 ​

我们需要配置的是使用的通道和采集通道个数。这里我们使用的是常规通道组，并且只需要转换一个通道。后续需要采集多个通道时，只需要修改采集的通道即可。

采集通道的配置如下：

C++
//ADC0设置为规则组  一共使用 1 个通道
adc_channel_length_config(ADC_ROUTINE_CHANNEL, 1);

配置触发方式 ​

触发的方式有两种，分别是外部触发方式和软件触发方式。

其中外部触发输入的上升沿、下降沿可以触发规则组或注入组的转换。具体见GD32VW55x用户手册的第202页。需要注意的是可以实时修改外部触发选择，在修改期间不会出现触发事件。

软件触发方式是由软件触发启动，通常用在单次采样转换中。在软件触发模式下，ADC转换工作被触发后，由软件控制以固定的时间间隔进行转换，因此通常用于采集时间不太关键，但要求精度较高的应用。

这里选择的是软件触发方式，软件触发方式的配置如下：

C++
//ADC外部触发禁用, 即只能使用软件触发
adc_external_trigger_config(ADC_ROUTINE_CHANNEL,EXTERNAL_TRIGGER_DISABLE);
//使能软件触发
adc_software_trigger_enable(ADC_ROUTINE_CHANNEL);

使能ADC ​

ADC配置好之后并不能开始工作，还需要去使能，就是相当于有一个开关可以打开关闭。需要注意的是要先使能了ADC之后，才能开始进行自校准。

C++
//ADC使能
adc_enable();

最终的ADC全部配置参数如下：

C++
void AdcConfig(void)
{
    //使能引脚时钟
    rcu_periph_clock_enable(BSP_ADC_GPIO_RCU);
    //使能ADC时钟
    rcu_periph_clock_enable(BSP_ADC_RCU);
    //配置ADC时钟
    adc_clock_config(ADC_ADCCK_PCLK2_DIV4);

    //配置引脚为模拟输入模式
    gpio_mode_set(BSP_ADC_GPIO_PORT, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, BSP_ADC_GPIO_PIN);

    //使能扫描模式
    adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE, ENABLE);

    //数据右对齐
    adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);

    //ADC0设置为12位分辨率
    adc_resolution_config(ADC_RESOLUTION_12B);

    //ADC0设置为规则组  一共使用 1 个通道
    adc_channel_length_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, 1);

    //ADC外部触发禁用, 即只能使用软件触发
    adc_external_trigger_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, EXTERNAL_TRIGGER_DISABLE);

    //使能软件触发
    adc_software_trigger_enable(ADC_REGULAR_CHANNEL);

    //ADC0使能
    adc_enable();
}

采集转换 ​

我们之前使用的是扫描模式并使用的是软件触发方式，因此当我们要采集信号时，需要配置好采集通道并开启软件转换。开启转换后，等待EOC标志位置1。其中EOC为转换完成标志位，我们可以通过判断其是否置1，确定是否转换完成。转换完成后将数据从16位寄存器中取出。

C++
/**********************************************************
 * 函 数 名 称：Get_ADC_Value
 * 函 数 功 能：读取ADC值
 * 传 入 参 数：ADC_CHANNEL_x=要采集的通道
 * 函 数 返 回：测量到的值
 * 作       者：LC
 * 备       注：默认采样周期为14.5个ADC采样时间
**********************************************************/
unsigned int Get_ADC_Value(uint8_t  ADC_CHANNEL_x)
{
        //设置采集通道
    adc_routine_channel_config(0, ADC_CHANNEL_x, ADC_SAMPLETIME_14POINT5);
    //开始软件转换
    adc_software_trigger_enable(ADC_ROUTINE_CHANNEL);

    //等待 ADC 采样完成
    while(!adc_flag_get(ADC_FLAG_EOC));
    //清除ADC0 采样完成标志位
    adc_flag_clear(ADC_FLAG_EOC);
    //返回读取到的采样值
    return (adc_routine_data_read());
}

实验现象 ​

在main.c中调用unsigned int Get_ADC_Value(uint8_t ADC_CHANNEL_x);函数，采集PC1引脚的电压，并通过串口输出。

C++
#include "gd32vw55x.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_adc.h"
#include "bsp_usart.h"

int main(void)
{
    unsigned int adc_value = 0;
    float voltage = 0.0;

    /* 使能全局中断 */
    eclic_global_interrupt_enable();
    /* 中断分组 */
    eclic_priority_group_set(ECLIC_PRIGROUP_LEVEL2_PRIO2);

    //滴答定时器初始化
    systick_config();

    //板载LED初始化
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
    gpio_mode_set(GPIOC, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_13);
    gpio_output_options_set(GPIOC,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_25MHZ,GPIO_PIN_13);
    gpio_bit_set(GPIOC, GPIO_PIN_13);

    //串口0初始化
    uart0InitConfig();
    //ADC功能初始化
    AdcConfig();

    printf("start Demo\r\n");

    while(1)
    {
            //获取ADC通道8的采集数据
            adc_value =  Get_ADC_Value(ADC_CHANNEL_8);
            //输出采样值
            printf("adc_value = %d\r\n", adc_value );
            //转换为实际电压
            voltage = (float)adc_value / 4095.0 * 3.3;
            //输出采样到的电压
            printf( "voltage = %.2f\r\n", voltage ,3);

            delay_1ms(1000);

    }
}

在灯光充足的情况下，ADC转换的值大约为920左右，转换为实际电压接近0.5V。

当用手当住光敏电阻后，采集到的值大约在3790左右，转换为实际电压接近3.0V。

如果没有光敏电阻，则可以连接到3.3V或者GND进行测试。当接入3.3V时采集到的值接近4095；当接入GND时，采集到的值接近0。

关于这一章节的代码，可以在开发板资料/03 - 软件资料/代码例程/里面的011ADC光敏电阻实验。

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