) A& Y" }: G8 B* ^2 b
很多STM32芯片里往往内置了专用的ADC通道，比方用来测量Vrefint,VBAT的分压或温度传感器的输出电压信号。不同系列所内置的模拟信号通道可能有差异。这里以STM32G4系列为例，它内置了对应于Vrefint,VBAT的三分之一分压和温度传感器的输出电压的专用模拟通道。
& L  J; z  P' F+ }7 K

8 p) a1 s0 t* H7 F

# H  z! ]( K" R0 W! B7 }4 i
7 s$ E, J5 S) c( s下面的示例就是针对上述3个通道进行ADC，并测量相关电压和片内温度，最终得到3个结果，分别是VRefint电压，VBAT的电压，片内温度。
0 j& |2 K( B- c, p; J. Y/ ]
8 M* ]! ^" v+ }* ?4 j  y6 J4 C

1 @4 F, B0 c% ^. k. O
实现过程是这样的，大体分四步：【有点点麻雀虽小五脏俱全的味道图片】

1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；

2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

$ A0 G2 C) e6 G* K% L3、对ADC结果进行换算，得到电压值和温度值存放在特定内存位置；

4 _! p9 D3 J0 j0 E! L, f9 P2 x/ ~& ^4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；
1 O, d5 l3 I# q; n; U( G9 Q
其中，TIMER1的CH1输出PWM波形，其更新事件做ADC的转换启动信号。每次的TIMER更新事件触发ADC，3个通道扫描方式转换。这里的UART使用片内LPUART，使用它主要是考虑它跟板载虚拟串口直接相连，没有其它特别用意。

( i6 i2 V# H% V- e9 c/ m, ]! n

3 m7 h) b/ ~; W) Q% O- B8 ~
6 a' P) {6 {$ z. C1 ]我使用STM32G474Nucleo板来进行下面实验。其中VDD=3.3v,VBAT与VDD相连。另外，ADC模块的参考电压也是3.3v.

使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：
/ ]% s0 j' j2 w% U; x' M4 ]0 q
" z! `0 X+ a; U) R

8 f' }0 f8 @9 e! ]! z
再看看ADC的基本配置：

LPUART的基本配置：
8 F5 O" O4 z# C& x

因为要使用ADC中断和UART的DMA传输，记得做ADC的中断响应使能配置和LPUART的DMA配置，这里只使用UART的TX DMA功能。
6 A' y8 r1 z9 G. J7 |+ \

! _9 X% w/ o9 ^; x使用CubeMx主要配置主要是上面这些。

; i: K0 {8 l7 g" S$ d5 O在组织用户代码前，先简单介绍下片内温度传感器的内容。该温度传感器针对不同温度有不同电压输出，其输出电压跟温度呈线性关系。ST公司针对片内温度传感器在两个特定温度【30℃和110℃或30℃和130℃】、基于特定参考电压【3v或3.3v，不同系列以数据手册为准】生成了1组校准值并存放于片内特定FLASH位置。

) s& d! F6 y! z, a2 e8 tSTM32G4系列的校准值是在参考电压为3v,30℃和110℃条件下的两个值，在数据手册里还给出了校准值的片内存放地址。

5 c0 T9 E( k* H/ v$ c

5 X  @! D. Z+ y& B
- L8 j; l% ~- ~; k0 H- X6 t$ u针对这个温度传感器的使用，ST公司在参考手册里还给出了计算公式。其实，有无这个公式无所谓，我们不难自行推理出来。【TS_DATA代表某时刻测得的传感器输出电压对应的转换值，TS_CAL1/TS_CAL2分别表示在30℃和110℃条件下基于传感器输出电压的转换值。】

另外，前面提过，ST公司在手册里给出了温度传感器的两个温度下的校准值，但要注意生成校准值的ADC模块所用参考电压跟我们实际应用时AD模块所用的参考基准电压可能不一致。如果不一致，就必须将ADC值换算成同一基准参考电压条件下的数据。目前在ST手册里也特别强调这点了。我把上面一副图再贴一遍于此【见黄色语句提醒】。
4 H9 W7 ]8 h" i0 Q# |$ V6 g  J
! D- m" O3 z8 I8 }- e( I& Y

' \+ |: e0 j( m- [9 y. C4 e' ~) P
% z9 \: j+ A6 e2 u) r% L0 i关于这点，我们也不难理解。同一待测信号、同一ADC模块在不同基准参考电压下转换值往往是不一样的。见下面示意图加以理解。
  \* w" x9 p+ g9 N" `
0 h" f0 u6 r+ {% D$ j) e/ Z

; u- ]0 A! C  ?7 B
7 i3 A) I: L& G; [7 v' B, S" @完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：

/ ~9 G6 b! k. C

1. #define TX_Timeout (9999)
   9 n1 h% h7 \5 R; E  c' i
2. 
   3 ~/ j; s5 K) {% \
3. #define TS_CAL1_ADDR  (0x1FFF75A8)  //用于计算温度传感器数据
   
4. #define TS_CAL2_ADDR  (0x1FFF75CA) //用于计算温度传感器数据
   
5. 
   ( `1 a7 I4 `+ G0 l8 S
6. #define size1 (40)
   9 k( H) `+ t$ a' x) V
7. 
   
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   
9. 
   
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    
11. 
    $ r5 L4 z. Y2 c* M! h, B
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    $ r' k+ j6 a7 g, Z+ E
15. 
    8 e2 A% F8 }% |
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    
17. float    VRefint;  //存放Vrefint电压最终结果
    
18. float    Temperature;//存放片内温度℃最终结果
    
19. 
    
20. int main(void)
    
21. {
    
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    
23. 
    
24. /* USER CODE END 1 */
    6 x! P  j, \8 G$ c7 t' w4 T5 ?
25. 
    ; i2 i/ C! \3 @( u/ W2 o
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    $ a( a5 t; f2 [* }/ d
27. 
    
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    + b( I9 i3 ^3 b
29.   HAL_Init();
    / ^) j' Z) V$ P: F: ^9 m
30. 
    8 ~4 M: [5 H# ~/ j6 U
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    $ o5 [5 j, I, F# f
32. 
    8 ^0 h  H, d! _4 C3 m
33. /* USER CODE END Init */
      l6 d4 T+ [" B& U# P9 F0 {. e
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    
36.   SystemClock_Config();
    . X+ n4 f' _2 A) o4 c
37. 
    
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
39. 
    
40. /* USER CODE END SysInit */
    ; i8 a. C/ p9 _( h+ B
41. 
    
42. /* Initialize all configured peripherals */
    : N8 h# a  y* e5 D" K; K7 {1 B
43.   MX_GPIO_Init();
    / x' N. D1 s0 C
44.   MX_DMA_Init();
    
45.   MX_ADC1_Init();
    
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    
47.   MX_TIM1_Init();
    3 j# K6 F, g# r0 t6 _% K" x
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    
49. 
    2 {3 w; q, D; Y# s& O' H3 }
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    
51. 
    # M' ?( x' d' [7 J; L
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    
53. 
    . L! E9 B' }) R
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    
55. 
    
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    
57. 
    
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    7 W$ g  P6 w7 F" I1 o3 k
59. 
    + L4 y8 z. V* W$ u1 J: u9 \( s
60. 
    
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    
63. /* Infinite loop */
    
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    . H; u9 I$ s8 i7 P" m' e& t
65. while (1)
    ' O( ?1 i  _$ {
66.   {
    
67. /* USER CODE END WHILE */
    ' q# ^* k. z: e
68. 
    
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    . g, ~9 p# C3 U$ `5 e' i
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    
72.   {
    
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    5 f8 M: S( x# Q8 \
74. 
    ) z& n# f8 g% V9 B$ Q- \
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    8 D$ k  L( a% \: F0 }
76. 
    
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    
78. 
    5 T8 t1 r& k. Y" V4 [% C5 S6 a
79.       EndofCon_Flag=0;
    : Z7 h$ ]. q* J
80. 
    4 u7 W9 G" [2 R2 d6 l
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    2 S, r) o* ?. W
82. 
    
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    
84. 
    * d( n9 B" ^% B  S4 q. K
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    
86. 
    3 m  ^, R0 ]+ j0 |4 s5 M) B  d( L
87. while(Completed==0){}
    + P, A6 Y1 ~- v: D
88.       Completed =0;
    % x* x5 I1 Y7 P; L5 S  q+ e
89. 
    ) l: N9 x: f5 G- g7 s2 x, u
90. 
    # R* f, ]; a1 {( Z: y
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    ( r7 L; ]0 D! m) w2 G
93. 
    
94. while(Completed==0)  {}
    
95.       Completed =0;
    
96. 
    9 _3 w5 L/ A# z& @3 x
97. 
    4 X$ s5 s; {* y3 M  X4 U, ^
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    9 O  G6 Q# K( `
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    8 k  B& W2 P# f2 ^
100. 
     4 k+ e# L: m7 P
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     
103. 
     
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     
105. 
     2 @) }0 W! Z$ l7 |, m
106.    }   
     3 t. M- _5 M9 W3 I% {& F; g6 d
107. 
     
108.   }
     / K1 S( E& ?5 n+ {9 Y1 ]
109. /* USER CODE END 3 */
     ' @* Y; p/ }! H) N
110. }
     
111. 
     ) ~7 o+ A( V) ?* o1 X9 P
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     ; n7 X+ [) }  u
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     2 g+ Y( q% Z$ b* B5 \1 t% Z! A# B( x/ G
114. {
     
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     
117. 
     
118.   convCNT++;
     
119. 
     1 J1 V0 p0 b) F5 s# w" V" j1 z
120. if(convCNT==3)  
     
121. 
     
122. {
     " z# I1 N: `' l6 {2 K, \* ^
123.     convCNT=0;
     
124. 
     " @- Z' T& v! s, F* F  W% o& b
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     ' c- Z" [" h6 ?* d
126. 
     ) Y0 [' k# |& w2 G, j
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     
128. 
     9 B& t; T  I4 t+ {4 q9 u
129. sprintf(InVol,"Internal Reference Volt: %5.3f  \r\n",VRefint);  
     8 w# R/ ~% W. t8 h/ a
130. 
     
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     
132. 
     
133. }
     
134. 
     8 K, e4 Q7 M7 x$ b* {- k$ M, G4 l
135. }
     $ s$ x( E0 ~2 E$ X
136. 
     ) O+ `- ]1 B' P( B" |  U
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     
138. 
     % P- r) F* j! E9 h$ Q
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     % f5 Z9 Z8 `. `
140. {
     
141. 
     # o! v" ~* a0 U1 H6 A( T
142.   Completed=0xff;
     
143. }

复制代码

; G$ K9 j  [7 y1 }基于上面的配置和测试代码，我们就可以看到最终的结果了。定时器周期性地触发ADC，每得到3个ADC结果就进行数据处理，然后通过UART以DMA方式传输到串口终端。注意VBat电压是测量结果再乘以3得到的。

# n* s( V% R1 r  p0 b
针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：
8 C$ U8 c: |6 R; c$ f) P( f, V) e
, S. F) ?- a. f1、针对温度传感器做测量时，校准时使用的参考电压与实际应用不一致时要做换算，换算成相同参考电压的数据后再做计算。这点前面也提过了。
) A% a  q/ a& q5 v6 k! l+ b) I
2、使用TIMER的TRGO触发ADC,如果选择类似比较事件、更新事件来触发ADC时，此时ADC对触发极性的选择是无效的，或者说ADC的转换仅依赖于触发事件时间点。如果是选择TIMER的Ocref信号作为触发源，此时ADC的硬件触发的极性选择是有效的，可以是上沿或下沿触发，甚至是双沿触发。这时就得根据需要选择合适的触发沿。【可以进一步阅读本公众号文章《STM32定时器触发ADC的时序话题》】
# V2 k! m& @1 e% w
3、这里使用UART的DMA传输依次显示三个结果于串口终端，三个启动UART DMA传输的函数须保留适当时间间隔，即等上次传输完成后再启动下一次传输，因为这里每次传输使用的是同一DMA通道。否则没法全部正常输出。比如若把上面3次UART DMA传输的代码改成下面这样子：

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   1 n, C1 B0 I5 }8 @% a* k
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
     g7 w3 L4 `# G+ x$ k
4. 
   ' K- k1 X  H& F/ K- G3 k- ~, }1 a: P& z
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

  E7 I# ^" ]* s7 h5 Q这时输出结果会变成下面的情形，总是只能看到一个结果的输出，即第一次启动的DMA传输结果。
( X9 Z% \( p& M( A8 p

9 o: X0 A2 Z7 Y3 X# W* h# i: U
如果想省事点，直接在相邻2次DMA传输间加上合适延时也行。我这里根据DMA传输完成事件来决定执行下一次发送。在DMA传输完成中断里设置Completed变量为非0值表示当前一轮DMA传输完成。

& z4 w( R( O7 ^! [: W* V4、对于那些在中断和主程序里都会被访问的变量，记得将它们冠以volatile。
) |) W. w& T5 d$ j! b  t9 b  U: a6 x
下图的三路波形是我调试时辅助使用的。

5 D6 o0 k2 o+ u6 E0 d, k- z第一路表示计数器的计数变化，显然是单向向上计数模式。

4 K3 g" \: X% ?, S+ Y, a% f第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。

第三路是我每次基于DMA实现UART发送时拉高拉低的波形。平常管脚电平为高，在实现DMA传输过程中拉低。

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