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STM32ADC是一种模拟/数字转换器#xff0c;可以将模拟信号转换为数字信号。STM32ADC有多个通道#xff0c;可以选择不同的输入源、转换模式、触发方式和采样时间。STM32ADC的转换结果可以通过中断、DMA或者寄存器读取。
在本文中#xff0c;我将介绍如何使用STM32C…1.前言
STM32ADC是一种模拟/数字转换器可以将模拟信号转换为数字信号。STM32ADC有多个通道可以选择不同的输入源、转换模式、触发方式和采样时间。STM32ADC的转换结果可以通过中断、DMA或者寄存器读取。
在本文中我将介绍如何使用STM32CubeMX和HAL库配置和使用STM32ADC以及如何编写一个简单的ADC转换的代码实例。我将使用STM32F103C8T6开发板作为硬件平台使用PC0作为ADC1的通道10输入使用ADC1的通道16作为内部温度传感器输入。我将使用Keil uVision5作为编译器和调试器。
2.STM32CubeMX配置
1.首先我们需要使用STM32CubeMX工具来生成初始化代码和配置文件。STM32CubeMX是一个图形化的软件配置工具可以帮助我们快速设置STM32的外设和时钟。
2.打开STM32CubeMX后我们选择New Project然后在MCU Selector中搜索并选择STM32F103C8T6芯片。
3.然后我们在Pinout Configuration选项卡中配置ADC1的通道10和通道16。我们将PC0设置为模拟输入模式即ADC_IN10。我们将ADC1的通道16设置为内部温度传感器
4.接下来我们在ADC1选项卡中配置ADC1的参数。我们将ADC1的时钟设置为PCLK2/6即10MHz因为ADC1的最大时钟不能超过14MHz。我们将ADC1的分辨率设置为12位即最高精度。我们将ADC1的数据对齐方式设置为右对齐即低位有效。我们将ADC1的转换模式设置为连续转换即转换结束后自动开始下一次转换。我们将ADC1的扫描模式设置为使能即扫描所有被选择的通道。我们将ADC1的DMA模式设置为使能即使用DMA传输转换结果。我们将ADC1的规则通道组的转换顺序设置为通道10和通道16即先转换PC0的输入再转换温度传感器的输入。我们将ADC1的规则通道组的采样时间设置为239.5个周期即最长的采样时间以提高转换精度。我们将ADC1的注入通道组的转换顺序和采样时间设置为默认值因为我们不使用注入通道组。我们将ADC1的中断设置为禁止因为我们使用DMA模式。我们将ADC1的模拟看门狗设置为禁止因为我们不需要监测输入电压的阈值。
5.最后我们在Project Manager选项卡中设置工程的名称、位置、工具链等信息。我们选择Keil uVision5作为IDE选择STM32F1xx_HAL_Driver作为硬件抽象层选择NoRTOS作为操作系统选择Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per peripheral作为代码生成选项。我
点击GENERATE CODE按钮STM32CubeMX就会为我们生成初始化代码和配置文件并自动打开Keil uVision5。
3.Keil uVision5编译和调试
在Keil uVision5中我们可以看到STM32CubeMX生成的工程结构我们主要关注的是main.c文件这里是我们的主程序代码。我们可以看到STM32CubeMX已经为我们生成了一些函数包括
SystemClock_Config()配置系统时钟使用外部8MHz晶振使得HCLK为72MHzPCLK1为36MHzPCLK2为72MHz。MX_GPIO_Init()初始化GPIO设置PC0为模拟输入模式。MX_DMA_Init()初始化DMA设置DMA1通道1为ADC1的传输通道传输方向为外设到内存传输模式为循环模式传输数据宽度为半字传输数据长度为2传输优先级为高传输地址递增模式为内存递增。MX_ADC1_Init()初始化ADC1设置时钟为PCLK2/6分辨率为12位数据对齐方式为右对齐转换模式为连续转换扫描模式为使能DMA模式为使能规则通道组的转换顺序为通道10和通道16规则通道组的采样时间为239.5个周期。
我们只需要在USER CODE区域添加我们自己的代码即可。我们的主要任务是
定义一个数组用于存储DMA传输的ADC转换结果。启动DMA传输。启动ADC转换。计算温度传感器的温度值。在调试窗口显示温度值。
我们的代码如下
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include stdio.h
/* USER CODE END Includes *//* Private variables ---------------------------------------------------------*/
ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
uint16_t adc_value[2]; //定义一个数组用于存储DMA传输的ADC转换结果
float temperature; //定义一个浮点变量用于存储温度值
/* USER CODE END PV *//* USER CODE BEGIN 0 */
//重定向printf函数到ITM调试窗口
int fputc(int ch, FILE *f)
{ITM_SendChar(ch);return(ch);
}
/* USER CODE END 0 */int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_DMA_Init();MX_ADC1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_ADCEx_Calibration_Start(hadc1); //启动ADC校准HAL_ADC_Start_DMA(hadc1, (uint32_t*)adc_value, 2); //启动DMA传输传输地址为adc_value数组传输长度为2/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */temperature ((float)adc_value[1]) / 4095 * 3.3; //计算温度传感器的电压值单位为Vtemperature (temperature - 0.76) / 0.0025 25; //计算温度值单位为摄氏度printf(The temperature is %.2f C\r\n, temperature); //在调试窗口打印温度值保留两位小数HAL_Delay(1000); //延时1秒}/* USER CODE END 3 */
}4.STM32ADC的应用场景
STM32ADC可以用于测量模拟信号的电压值例如传感器的输出、电池的电压、电位器的位置等。STM32ADC还可以用于测量内部的温度传感器、参考电压和电流。STM32ADC的转换结果可以用于控制、显示、存储或者传输等目的。
STM32ADC的应用场景有很多例如
温度控制我们可以使用STM32ADC测量温度传感器的输出电压然后根据温度值来控制风扇、加热器或者空调等设备实现温度的调节和保持。电压检测我们可以使用STM32ADC测量电池或者电源的电压然后根据电压值来判断电池的剩余电量或者电源的稳定性实现电源的管理和保护。信号处理我们可以使用STM32ADC采样模拟信号然后对采样结果进行数字信号处理实现信号的滤波、放大、调制、解调等功能。数据采集我们可以使用STM32ADC采集多个模拟信号然后将采集结果存储在内存或者外部存储器中实现数据的记录和分析。人机交互我们可以使用STM32ADC测量电位器或者滑动变阻器的位置然后根据位置值来控制LED、LCD或者音频等设备实现人机的交互和反馈。
以上只是STM32ADC的一些常见的应用场景实际上STM32ADC的应用范围是非常广泛的只要有模拟信号的存在就可以使用STM32ADC来进行转换和处理。
5.STM32ADC的注意事项
在使用STM32ADC时我们需要注意以下几点
STM32ADC的输入电压范围是0V到VREF其中VREF是参考电压通常是3.3V或者内部的1.2V。如果输入电压超过VREF会导致ADC的损坏或者转换结果的不准确。STM32ADC的转换精度和分辨率有关分辨率越高精度越高但是转换时间越长。STM32ADC的分辨率可以选择6位、8位、10位或者12位我们需要根据应用的需求来选择合适的分辨率。STM32ADC的转换速度和采样时间有关采样时间越长转换速度越慢但是转换精度越高。STM32ADC的采样时间可以选择1.5个周期到239.5个周期我们需要根据输入信号的特性来选择合适的采样时间。STM32ADC的转换模式可以选择单次转换、连续转换、扫描转换或者注入转换我们需要根据应用的需求来选择合适的转换模式。单次转换只转换一次需要软件或者硬件触发连续转换不断地重复转换无需触发扫描转换按照设定的顺序转换多个通道需要触发注入转换可以在规则转换的间隙插入转换特定的通道需要触发。STM32ADC的触发方式可以选择软件触发、外部触发或者内部触发我们需要根据应用的需求来选择合适的触发方式。软件触发是通过写入寄存器来启动转换外部触发是通过外部的信号来启动转换例如定时器、外部中断等内部触发是通过内部的事件来启动转换例如模拟看门狗、注入结束等。STM32ADC的数据传输方式可以选择中断、DMA或者寄存器读取我们需要根据应用的需求来选择合适的数据传输方式。中断方式是通过中断服务程序来处理转换结果适合低速或者低频的转换DMA方式是通过DMA控制器来传输转换结果适合高速或者高频的转换寄存器读取方式是通过读取寄存器来获取转换结果适合单次或者简单的转换。
