单片机 - STM32F407 ADC 模式详解：单次转换、连续转换、扫描模式、非扫描模式

STM32F407 ADC 模式详解：单次转换、连续转换、扫描模式、非扫描模式

前言

在 STM32F407 中，ADC（模数转换器）模块常用于采集模拟信号，比如读取光敏电阻、电压、电流、温度传感器等。STM32 的 ADC 模式较多，初学者常常会混淆：

• 单次转换和连续转换的区别
• 扫描模式和非扫描模式分别用于什么场景

本篇文章将全面讲解 STM32F407 中 ADC 的四种核心工作模式，带你从概念到应用搞懂它们的配置和组合。

一、ADC 模式分类总览

STM32F407 的 ADC 模式可以从两个维度理解：

这两个方向的模式可以自由组合使用，形成不同的采样逻辑，例如“连续+非扫描”、“单次+扫描”等。

二、单次转换模式（Single Conversion Mode）

详细解释（通俗+专业）

在单次转换模式下，ADC 只进行一次采样与转换，完成后会自动停止。

通俗理解：你按一下按钮，它就采一口“模拟信号”，转成数字值，然后就不动了，想要再采一次，必须手动再触发。

专业说明：

• 控制寄存器：ADC_CR2.CONT = 0（关闭连续模式）
• 触发方式：软件触发或外部事件
• 一次转换后，EOC（转换完成标志）位置位，ADC停止工作

使用场景示例：

• 需要用户操作或定时器触发时才采样一次，例如测量温度、电压快照等

三、连续转换模式（Continuous Conversion Mode）

详细解释（通俗+专业）

在连续转换模式下，ADC 在启动后会自动不断重复采样，适用于实时性要求较高的场合。

通俗理解：你一打开开关，它就像一个不停喝水的家伙，一直把模拟信号喝进来转成数字，除非你强行关掉它。

专业说明：

• 控制寄存器：ADC_CR2.CONT = 1（打开连续模式）
• 启动后，ADC 会在每次转换完成后，自动立即开始下一次
• 通常配合 DMA 或中断读取，提高效率

使用场景示例：

• 实时电压监控、传感器数据流读取等

四、扫描模式（Scan Mode）

详细解释（通俗+专业）

扫描模式允许 ADC 在一次触发下，自动依次转换多个通道的模拟信号，适用于同时采集多个传感器数据的应用场景。

通俗理解：ADC 就像一个机器人，它按照你设定的清单，依次去采集第1个通道、第2个通道、第3个……直到完成一轮。

专业说明：

• 控制寄存器：ADC_CR1.SCAN = 1（打开扫描模式）
• 转换通道顺序通过 SQR1~SQR3 配置，例如通道数量、通道顺序等
• 每个通道转换结果会顺序写入 ADC_DR 数据寄存器（通常配合 DMA 搬运）

使用场景示例：

• 项目中使用多个 ADC 输入（如光敏、电压、气体、温度传感器），一次采样全部获取

五、非扫描模式（No Scan Mode）

详细解释（通俗+专业）

非扫描模式是默认模式，表示一次转换只采样一个通道的模拟电压值，适用于只需要采一个信号源的应用场景。

通俗理解：ADC 盯着一个传感器看，一次只测它，不关心其他通道。

专业说明：

• 控制寄存器：ADC_CR1.SCAN = 0（关闭扫描）
• 采样通道由 ADC_SQR3 指定，例如 ADC_SQR3 = 5 表示采样 ADC_IN5
• 数据输出在 ADC_DR 寄存器中

使用场景示例：

• 项目中只有一个传感器输入，逻辑简单，代码结构清晰

六、四种模式组合行为汇总

STM32 的这两类模式是可以任意组合的。以下是组合后的行为总结：

这些组合中的“多通道自动轮询”非常适合使用 DMA 自动搬数据，避免主循环里占用 CPU 资源。

七、常见应用组合推荐

八、示例代码（使用寄存器配置）

以下代码展示了一个连续采样 ADC_IN10 通道的最简初始化配置：

void ADC1_Init(void)
{
    // 1. 打开时钟
    RCC->APB2ENR |= (1 << 8);       // ADC1 时钟使能
    RCC->AHB1ENR |= (1 << 0);       // GPIOA 时钟使能

    // 2. 设置PA0为模拟模式（假设IN0）
    GPIOA->MODER |= (3 << (0 * 2)); // 模拟模式

    // 3. ADC 配置
    ADC1->CR1 &= ~(1 << 8);         // 关闭扫描模式
    ADC1->CR2 |= (1 << 1);          // 开启连续转换
    ADC1->SQR3 = 0;                 // 通道0
    ADC1->CR2 |= (1 << 0);          // 使能ADC
    ADC1->CR2 |= (1 << 30);         // 软件启动
}

如果你需要扫描两个通道，配合 DMA，还可以增加以下配置：

ADC1->CR1 |= (1 << 8);             // 开启扫描模式
ADC1->SQR1 = (2 - 1) << 20;        // 转换2个通道
ADC1->SQR3 = (10 << 0) | (11 << 5); // 第一个是IN10，第二个是IN11

九、结尾总结

STM32F407 的 ADC 模式虽然看起来复杂，但只要掌握以下两点，就能灵活应对各种应用场景：

1. 是否连续转换？（转换一次就停 or 一直采样）
2. 是否扫描多个通道？（单通道 or 多通道轮流）

掌握这两对组合，就能轻松根据项目需求灵活配置 ADC。

如果你正在调试 ADC，建议一开始使用非扫描 + 单次转换调试通道，然后逐步扩展到扫描 + DMA 模式，循序渐进、效率最高。

如果你需要后续内容如 DMA 配置讲解、ADC 中断读取等，也可以留言告诉我，后续我会写专门的篇章补充。希望本文对你有帮助，感谢阅读。