STM32F103C8T6四路AD采集数据显示在oled屏上非DMA传输方式附百度网盘下载链接

本文采用四路AD采集光照强度、烟雾浓度、一氧化碳、空气质量等四个物理量，并采用中位值平均滤波（防脉冲干扰平均滤波法)算法对偶然出现的脉冲性干扰，消除由其引起的采样值偏差。

1. ADC简介

STM32F103C8T6有两个ADC，12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐的方式存储在16位数据寄存器中。

2. 主要用到的ADC参数和函数

1.  
   void ADC1_Init(void)
2.  
   {
3.  
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
4.  
   ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
5.  
    
6.  
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
7.  
    
8.  
   RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //设置 ADC 分频因子 6
9.  
    
10.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
11.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
12.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
13.  
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
14.  
     
15.  
    ADC_DeInit(ADC1); //将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值
16.  
     
17.  
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//连续转化模式设置
18.  
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//数据左对齐
19.  
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//软件触发
20.  
    ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//独立模式
21.  
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;//通道数
22.  
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//扫描模式设置
23.  
    ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
24.  
     
25.  
    ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//使能指定ADC外设
26.  
     
27.  
    ADC_ResetCalibration(ADC1);//使能复位校准
28.  
    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//等待复位校准结束
29.  
    ADC_StartCalibration(ADC1);//开启AD校准
30.  
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//等待AD校准结束
31.  
    }
32.  
     
33.  
    u16 Get_ADC_Value(u8 channel)//ADC采样
34.  
    {
35.  
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1,channel,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);
36.  
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
37.  
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));
38.  
    return ADC_GetConversionValue(ADC1);
39.  
    }

void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx) ：将外设 ADCx 的全部寄存器重设为缺省值 ADC_ContinuousConvMode：用来设置是否开启连续转换模式，单次转换：DISABLE;连续转换：ENABLE，因为我们是单次转换，所以设置为DISABLE

ADC_DataAlign：用来设置 ADC 数据对齐方式是左对齐还是右对齐，ADC转换后的数据被保存到数据寄存器中（ADC_DR）的0~15位或16~32位，数据宽度为16位，ADC转换精度12位。左对齐则是把ADC转换后的数值最高位D12与存储区域的最高位Bit15对齐，存储区域的低4位无意义。右对齐则是ADC转换的数值最低位D0保存在存储区域的最低位Bit0，高四位无意义

ADC_ExternalTrigConv：用来设置启动规则转换组转换的外部事件 ，ADC在收到触发信号后才开始进行模数转换

ADC_Mode：ADC的模式非常多，包括独立模式，注入同步模式等等，而不同的ADC是共用通道的，当两个ADC采集同一个通道的先后顺序、时间间隔不同时，就会有多种模式。我们只使用了一个ADC，所以选择独立模式，参数为 ADC_Mode_Independent。

ADC_NbrOfChannel：保存要进行ADC数据转换的通道数，可以为1 ~ 16个。这里我们是单次采集一个通道，所以值为 1即可

ADC_ScanConvMode：用来设置是否开启扫描模式，当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序轮流采集各通道的值。如果采集多个通道，必须开启此模式。这里我们是单次采集一个通道的信号，这里我们选择不开启 ： DISABLE

注：以下函数都没有写形参和返回值，仅仅写出了它的功能，具体参见STM32F103固件库说明手册

ADC_Init（）：根据 ADC_InitStruct 中指定的参数初始化外设 ADCx 的寄存器

ADC_Cmd():使能或者失能指定的 ADC,：函数 ADC_Cmd 只能在其他 ADC 设置函数之后被调用

ADC_ResetCalibration(): 重置指定的 ADC 的校准寄存器

ADC_GetResetCalibrationStatus(): 获取 ADC 重置校准寄存器的状态 ,返回值: ADC 重置校准寄存器的新状态（SET 或者 RESET） ，当值为RESET时重置成功

ADC_StartCalibration():开始指定 ADC 的校准状态

ADC_GetCalibrationStatus(): 获取指定 ADC 的校准程序 ,返回值: ADC 校准的新状态

ADC_RegularChannelConfig ():设置指定 ADC 的规则组通道，设置它们的转化顺序和采样时间,RANK值是指在进行多通道扫描时，本通道的扫描顺序。例如通道4、5、6、7的RANK值被分配为4、3、2、1，则在ADC扫描时，扫描的顺序为通道7、6、5、4 。

ADC_SampleTime:用于配置本通道的采样周期，这里的周期指的是ADCCLK的时钟周期,ADC时钟频率越高，转换速度就越快，但ADC时钟有上限值，不能超过14Mhz。ADC的时钟（ADCCLK）为ADC预分频器的输出，而ADC预分频器的输入则为高速外设时钟（PCLK2）。PCLK2的常用时钟频率为72Mhz,可设置PCLK2为2、4、6、8分频。因为ADCCLK必须低于14Mhz,所以ADCCLK最高频率为PCLK2的8分频，即ADCCLK = 9Mhz.

STM32的ADC采样时间计算公式：T=采样周期＋12.5个周期

本实验中ADC通道的转换时间：T= (239.5＋12.5)x(1÷12) = 21us

注：12.5为固定周期

ADC_SoftwareStartConvCmd（）：使能或者失能指定的 ADC 的软件转换启动功能

ADC_GetFlagStatus（）；检查制定 ADC 标志位置 1 与否

ADC_FLAG 的值

u16 ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx) ：返回最近一次 ADCx 规则组的转换结果

3. 中位值平均滤波（防脉冲干扰平均滤波法）

方法:“中位值滤波法" “算术平均滤波法”

连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算N-2个数据的算术平均值，N值的选取:3~14

优点:融合了两种滤波的优点。对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除有其引起的采样值偏差。对周期干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适于高频振荡的系统。

缺点:测量速度慢。

这里采用了一个二维数组来分别存储四个AD通道的采样值，然后分别进行计算，具体代码如下：

1.  
   void middleAverageFilter() //中位值平均滤波（防脉冲干扰平均滤波法)
2.  
   {
3.  
   u16 i,j,k,g;
4.  
   u16 temp;
5.  
   u16 Sum_Value[ADC_Value_Size] = {0};
6.  
   u16 value_buf[ADC_Value_Size][ADC_Value_Number] = {0};
7.  
   for(g = 0 ; g < ADC_Value_Size ; g )
8.  
   {
9.  
   for(i = 0; i < ADC_Value_Number; i )
10.  
    {
11.  
    value_buf[g][i] = Get_ADC_Value(g 0x04);
12.  
     
13.  
    }
14.  
    }
15.  
     
16.  
    /*从小到大冒泡排序*/
17.  
    for(g = 0 ; g < ADC_Value_Size ; g )
18.  
    {
19.  
    for(j = 0; j < ADC_Value_Number-1; j )
20.  
    {
21.  
    for(k = 0; k < ADC_Value_Number-j-1; k )
22.  
    {
23.  
    if(value_buf[k] > value_buf[k 1])
24.  
    {
25.  
    temp = value_buf[g][k];
26.  
    value_buf[g][k] = value_buf[g][k 1];
27.  
    value_buf[g][k 1] = temp;
28.  
     
29.  
    }
30.  
    }
31.  
    }
32.  
    }
33.  
    for(g = 0 ; g < ADC_Value_Size ; g )
34.  
    {
35.  
    for(i = 1; i < ADC_Value_Number-1; i )
36.  
    {
37.  
    Sum_Value[g] = value_buf[g][i];
38.  
    }
39.  
    }
40.  
    Light_value =4096 - Sum_Value[0]/(ADC_Value_Number-2);
41.  
    m7_value=Sum_Value[1]/(ADC_Value_Number-2);
42.  
    m135_value =4096 - Sum_Value[2]/(ADC_Value_Number-2);
43.  
    m2_value = Sum_Value[3]/(ADC_Value_Number-2);
44.  
    }

4. 传感器

本实验用到了 MQ-2 烟雾传感器、MQ-7一氧化碳传感器、MQ-135空气质量传感器和光敏电阻传感器。传感器这里就不再介绍啦，大家有传感器就应该有资料的，直接连在对应的引脚就可以用啦。

4. 实验现象

5. 百度网盘下载链接

链接：https://pan.百度.com/s/1SpTvf2CjtPRw3GmdaW4xTA

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