4. ADC驱动开发：单次转换与连续转换模式、DMA传输、内部温度传感器读取

ADC驱动，说白了就是让芯片的“眼睛”能看清外面的模拟世界。医疗贴片里，ADC用得特别多——测皮肤阻抗、检测生物电信号、监控电池电压，哪样都离不开它。今天咱们就聊聊ADC驱动的几个核心玩法。

4.1 单次转换模式：按需采样，省电为王

单次转换，就是“叫一声动一下”。你触发一次，它采一次。采完就睡，功耗极低。

我个人习惯在电池供电的贴片设备里大量使用单次模式。比如体温监测，每10秒采一次就够了，没必要让ADC一直开着。

// 单次转换配置示例（基于STM32G0系列）
void ADC_SingleConversion_Init(void)
{
    // 使能ADC时钟
    RCC->APBENR2 |= RCC_APBENR2_ADCEN;
    
    // 校准ADC（这一步不能省，我踩过坑）
    ADC1->CR |= ADC_CR_ADCAL;
    while(ADC1->CR & ADC_CR_ADCAL);
    
    // 配置为单次转换模式
    ADC1->CFGR1 &= ~ADC_CFGR1_CONT;  // 清除连续模式位
    
    // 配置通道0（PA0引脚）
    ADC1->CHSELR = ADC_CHSELR_CHSEL0;
    
    // 设置采样时间：2.5个ADC时钟周期
    ADC1->SMPR = ADC_SMPR_SMP_2P5;
    
    // 使能ADC
    ADC1->CR |= ADC_CR_ADEN;
    while(!(ADC1->ISR & ADC_ISR_ADRDY));
}

// 触发单次转换并读取结果
uint16_t ADC_ReadSingle(void)
{
    ADC1->CR |= ADC_CR_ADSTART;  // 启动转换
    while(!(ADC1->ISR & ADC_ISR_EOC));  // 等待转换完成
    return (uint16_t)ADC1->DR;  // 读取数据寄存器
}

4.2 连续转换模式：数据流不停歇

连续模式就是ADC自己不停地采，采完一个马上开始下一个。适合监测快速变化的信号，比如心电信号或肌电信号。

我记得有一次做动态心电贴片，信号采样率需要1000Hz。如果用单次模式，CPU得频繁被中断打断，干不了别的活。换成连续模式+DMA，CPU几乎零负担。

// 连续转换模式配置
void ADC_ContinuousConversion_Init(void)
{
    // 基础配置同单次模式...
    
    // 关键区别：使能连续模式
    ADC1->CFGR1 |= ADC_CFGR1_CONT;
    
    // 使能DMA请求（后面会细讲）
    ADC1->CFGR1 |= ADC_CFGR1_DMAEN;
    
    // 使能ADC
    ADC1->CR |= ADC_CR_ADEN;
    while(!(ADC1->ISR & ADC_ISR_ADRDY));
    
    // 启动连续转换
    ADC1->CR |= ADC_CR_ADSTART;
}

4.3 DMA传输：让数据自己跑起来

DMA（直接存储器访问）是个好东西。它能让ADC采集的数据直接存到内存里，CPU完全不用管。你想想看，CPU只需要在缓冲区满了之后处理数据，中间的时间可以去做算法运算、控制显示、管理通信——这才是嵌入式系统的正确打开方式。

我建议在医疗贴片里，只要采样率超过100Hz，就上DMA。否则CPU会被中断淹死。

// ADC + DMA 配置示例
#define ADC_BUFFER_SIZE  256
uint16_t adc_buffer[ADC_BUFFER_SIZE];

void ADC_DMA_Init(void)
{
    // 1. 配置ADC（连续模式）
    ADC_ContinuousConversion_Init();
    
    // 2. 配置DMA
    RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_DMA1EN;
    
    // 配置DMA通道1（ADC1的DMA请求）
    DMA1_Channel1->CPAR = (uint32_t)&(ADC1->DR);  // 外设地址
    DMA1_Channel1->CMAR = (uint32_t)adc_buffer;    // 内存地址
    DMA1_Channel1->CNDTR = ADC_BUFFER_SIZE;        // 传输次数
    
    // 配置传输方向：外设到内存
    DMA1_Channel1->CCR = DMA_CCR_MINC |    // 内存地址递增
                         DMA_CCR_MSIZE_0 | // 内存数据宽度16位
                         DMA_CCR_PSIZE_0 | // 外设数据宽度16位
                         DMA_CCR_CIRC;     // 循环模式（关键！）
    
    // 使能DMA传输完成中断
    DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_TCIE;
    NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
    
    // 使能DMA
    DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_EN;
}

// DMA传输完成中断回调
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
    if(DMA1->ISR & DMA_ISR_TCIF1)
    {
        DMA1->IFCR = DMA_IFCR_CTCIF1;  // 清除标志
        
        // 缓冲区已满，处理数据
        Process_ADCBuffer(adc_buffer, ADC_BUFFER_SIZE);
    }
}

4.4 内部温度传感器读取：芯片自带的温度计

大多数MCU内部都集成了一个温度传感器。虽然精度不高（通常±2°C到±5°C），但用来监测芯片结温、判断是否过热，完全够用。

我在做一款胰岛素泵贴片时，就用内部温度传感器来检测设备是否贴附在皮肤上——因为人体皮肤温度通常在32-37°C，如果传感器读到室温（25°C以下），就判断贴片脱落了。这个功能救过好几个测试样品。

// 读取内部温度传感器
float Read_InternalTemperature(void)
{
    uint16_t adc_value;
    float temperature;
    
    // 1. 选择内部温度传感器通道（不同芯片通道号不同）
    // STM32G0系列内部温度传感器在通道12
    ADC1->CHSELR = ADC_CHSELR_CHSEL12;
    
    // 2. 设置较长的采样时间（内部传感器需要更长的采样时间）
    ADC1->SMPR = ADC_SMPR_SMP_39P5;  // 39.5个ADC时钟周期
    
    // 3. 启动转换
    ADC1->CR |= ADC_CR_ADSTART;
    while(!(ADC1->ISR & ADC_ISR_EOC));
    
    adc_value = (uint16_t)ADC1->DR;
    
    // 4. 转换为温度值（公式来自芯片参考手册）
    // TS_CAL1: 30°C时的校准值（存储在系统存储器）
    // TS_CAL2: 130°C时的校准值
    // VDD: 供电电压（3.3V）
    // 温度 = (TS_CAL2 - TS_CAL1) / 100 * (adc_value - TS_CAL1) + 30
    
    // 读取出厂校准值
    uint16_t ts_cal1 = *((uint16_t*)0x1FFF75A8);  // 30°C校准值
    uint16_t ts_cal2 = *((uint16_t*)0x1FFF75CA);  // 130°C校准值
    
    temperature = (float)(ts_cal2 - ts_cal1) / 100.0f * 
                  (float)(adc_value - ts_cal1) + 30.0f;
    
    return temperature;
}

4.5 避坑指南与实战建议

做ADC驱动这么多年，踩过的坑不少。挑几个典型的说说：

• 采样时间不够： 信号源阻抗高时，采样时间要加长。我曾经用10kΩ的传感器，采样时间设成1.5周期，结果ADC值跳得像心电图——其实是采样电容没充满。
• 参考电压不稳定： 医疗贴片常用电池供电，电压会波动。建议用内部参考电压（如1.2V）或外置基准源，否则测量值会随电池电压漂移。
• DMA缓冲区溢出： 如果DMA传输速度比CPU处理速度快，缓冲区会被覆盖。解决办法是用双缓冲或环形缓冲区，并确保中断处理足够快。
• 内部温度传感器自热： ADC工作时会发热，连续转换模式下芯片温度会上升。如果要做精确测温，建议用单次模式，或者做温度补偿。

好了，ADC驱动这块就聊到这儿。下一章咱们会讲定时器驱动，那是实现PWM输出和精确时序控制的关键。到时候见。