6 [0 L" v* ^; A6 }
$ M' R  j( u7 u5 s* U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。

2 ^: j- |0 T: |9 k2 `: G# v
- i9 n; P" g% z6 z* O) R. t

& ^5 }5 f, E  d  a$ c$ s! e
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。

2 ~3 s3 C$ b$ N! r# B

2 Y4 m- ]6 W$ z8 q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；

# p) D3 m- _1 T& M2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

& c9 y! s! n! Q) ~3、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；
% b$ `# L6 k6 R) X
& k/ z2 u# B% Q! H5 y4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；

* G1 z  L* R# M0 f" m" T% X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。

: U" V, Z8 {/ p$ ^( _( Z- j6 ^

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.
2 |; {) S. `5 z- b% O2 P
8 o/ O  u  }/ G, ]使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：

/ d* u6 I2 u& I

) }2 ^! v0 K# C. O( R0 u2 U再看看ADC的基本配置：

. M- x' E6 x" E% d. A
LPUART的基本配置：
" m3 Z( z3 y# c4 R, M

# _4 p; O  g9 w" D+ Q# m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。

, T, ^0 }( {! I! R3 c9 S

1 a4 z( v6 Q. g- p, I9 L/ }
使用CubeMx主要配置主要是上面这些。

# i8 m/ R4 c8 X9 X% i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。
0 e; H* G& ]5 H$ h0 }8 z
STM32G4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。
7 g; ?! B6 B4 {% Q* a
9 d7 ?! ?8 d0 i/ }/ O% T

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】。
/ l1 \' S. O7 j" T8 a2 F
2 H* T1 w* x  h9 [0 n

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。
' x( c0 H( W8 B' N7 [+ I

1 d! C! ~* C4 W' d+ Y
完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：

1. #define TX_Timeout (9999)
   
2. 
   0 U" |: b6 f) B3 N6 G
3. #define TS_CAL1_ADDR  (0x1FFF75A8)  //用于计算温度传感器数据
   1 K9 I9 R: H) m3 n* v- R* l
4. #define TS_CAL2_ADDR  (0x1FFF75CA) //用于计算温度传感器数据
   
5. 
   
6. #define size1 (40)
   5 v$ U- u7 I4 E
7. 
   ) u1 F& v  v4 a7 i3 ~
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   
9. 
     R( `. n9 K' a, y* q" k( Q
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    / F7 O5 C' W9 a+ x, E" M: ?
11. 
      K8 A' ]+ g6 M- a) M6 w4 H
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    
15. 
    
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
    3 v  C3 }" h) S! e
19. 
    
20. int main(void)
    
21. {
    
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    
23. 
    ; O7 X0 Z/ ^1 h$ J4 X8 `
24. /* USER CODE END 1 */
    6 x7 H8 a0 b& L! |. `( k$ L
25. 
    
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    " @4 R: C3 b/ s, X8 V" @
27. 
    
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    0 F2 }$ j: G' e6 c" C6 K) R- K! L
29.   HAL_Init();
    
30. 
    
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    $ b, L. p+ R3 R) v2 D3 {. Q/ N/ A
32. 
    0 \7 ^. f" ?5 j5 |
33. /* USER CODE END Init */
    $ g& M1 a7 {" T# S) a9 N/ w0 i9 J
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    ) c# d& R9 D: k8 ^+ I
36.   SystemClock_Config();
    3 |4 r1 U3 ?9 \5 d! @
37. 
    
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
39. 
    
40. /* USER CODE END SysInit */
    
41. 
    
42. /* Initialize all configured peripherals */
    , \. \" i) h  o- p
43.   MX_GPIO_Init();
    
44.   MX_DMA_Init();
    
45.   MX_ADC1_Init();
    ! n; I# E( g& H% j, ^
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    + q/ E8 L, Z$ M! r4 h
47.   MX_TIM1_Init();
    
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    2 J* h6 E1 k1 B3 l. t+ `. x
49. 
    
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    
51. 
    
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    $ h& U* S+ l( b: e/ z0 T! W% I( {
53. 
    
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
    & l. o! ^( B4 X& @
57. 
    
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    
59. 
    
60. 
    0 {' [8 e8 i1 ~4 I( C& I
61. /* USER CODE END 2 */
    ; R/ Z. b0 {1 {& K
62. 
    3 K* V2 K. b# b" g
63. /* Infinite loop */
    
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    + u4 R$ W( R# P9 b+ Q
65. while (1)
    * z; ~# w. ^4 C# s1 x0 e2 [, e% _
66.   {
    8 N3 d) i3 f2 u( [7 Q
67. /* USER CODE END WHILE */
    
68. 
    + X6 I  ~9 g% ^1 B% z7 Z
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    # ?* F8 D( ]7 h* c+ S, P' _
72.   {
    . |6 f, e- p' `: _' Z
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    & S5 w/ {! m3 `4 L  ~) E5 F: J
74. 
    . }0 a8 T( I, f6 q# I# F
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    5 ~1 y, o, n" l5 R( A0 s
76. 
    
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    2 O8 x/ e& S6 ~& D; O
78. 
    
79.       EndofCon_Flag=0;
    
80. 
    " O' t# ^0 s) l7 F) y# ?: b
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    & k& K8 W  O6 E$ p
82. 
    8 d- }% q+ @  a$ G; s
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    
84. 
    
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    
86. 
    - d' ]5 I4 M) P1 e
87. while(Completed==0){}
    
88.       Completed =0;
    
89. 
    5 |$ I9 C& P6 k1 z, }) f) J
90. 
    
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    7 U% m" k, v7 ~# u6 k
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    
93. 
    
94. while(Completed==0)  {}
    ' g0 e4 `: `( Z* {. ~' ]- I+ I
95.       Completed =0;
    8 ]. |1 y8 l: K4 N
96. 
    1 m& l. c3 v! Z$ J5 r- t) L
97. 
    
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    
100. 
     
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     
103. 
     2 n( M& }3 O7 a" ?. W2 s) S
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     
105. 
     ( l7 z; C4 X# H- j
106.    }   
     
107. 
     
108.   }
     & U. O& i) k+ u" @2 q, G
109. /* USER CODE END 3 */
     ' N+ N! \- w! e2 m9 W; x
110. }
     4 ~: @5 U$ x$ m: c% t9 t/ h
111. 
     ; ?8 E: N* w& s2 |9 ?+ m$ I  H
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     ( f9 X; N1 j, @& h) L
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     + S! E( o. z0 C) a5 B% l& p
114. {
     
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     
117. 
     " F# x( \# p7 ?' G; b
118.   convCNT++;
     8 @- b) t' i3 E4 s) B- J
119. 
     
120. if(convCNT==3)  
     . q8 ]' Z* c0 I* b
121. 
     7 {4 x2 w) A! h& @
122. {
     + B( _! d; ]. y
123.     convCNT=0;
     
124. 
     
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     6 ^# ?* D/ K( l' V" i2 s5 g/ ]* h
126. 
     0 ~: y0 f! h( U
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     + `1 h# F# m( K& H
128. 
     
129. sprintf(InVol,"Internal Reference Volt: %5.3f  \r\n",VRefint);  
     . ?, N: U4 E8 o$ D  ^0 [5 o
130. 
     
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     8 ^/ v5 ^. }1 m) |! i
132. 
     
133. }
     ' T. M" p; f% g1 D+ F" t
134. 
     - g1 n/ w( c9 U  Q4 O: f
135. }
     
136. 
     * s$ p6 A. R, l4 ^/ V) o' e3 p
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     
138. 
     
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     
140. {
     1 J/ n3 V% s5 r* u7 i
141. 
     4 L+ o# s/ \2 L  S+ s: d% G
142.   Completed=0xff;
     8 v% k# M. O% G9 k8 ^4 K
143. }

复制代码

  [/ P  p3 l7 F1 I6 M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。

% S- W$ H  u# C/ j

针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：
5 o% G5 z# m# k. t( [/ R2 C
1、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。

0 Z/ L1 L  b: j% ^6 {  k% p2、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》】
! f- z) N( c+ m6 h
1 Q, K9 I: V! n) G5 c$ u3、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));
   
2. 
   0 G! T) y4 ]0 o3 k3 D4 Y( _
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   
4. 
   
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

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。

7 N7 |6 W' N5 D
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。

! r3 B( l) p3 i$ O/ [4、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。
4 k+ D! F. K. K7 U: G- q9 v: ?  \; {
1 V) g, C( K4 l/ f+ d下图的三路波形是我调试时辅助使用的。
) H- n% l' L* I
第一路表示计数器的计数变化，显然是单向向上计数模式。

# M4 m# J; I# j第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。

; z5 ]+ `% A+ L! w9 Q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。

+ ]6 q9 z' _! c9 f: ^

如有侵权请联系删除
转载自： 茶话MCU
' G: D: |/ _' _/ d) ]  U6 I& x
4 ?# g% z2 K/ W7 {

6 W7 p, A6 _; s# S4 R