STM32L0开发系列——01 ADC采集
前言
使用芯片：STM32L051C8T6
+ P7 c! q+ m; T; c软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
5 @/ I1 d# T7 L; w4 p库函数：HAL

一、原理图
本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。

1 k. Q' ^1 H, g' l' ?3 O0 F二、ADC通道与引脚对应关系
3 B, d" W- j9 z) E+ b

( T  V2 D' {5 F( d$ I4 r( v1 u; ?! E

! T, Y, ~& z( F7 F* R' u, q三、ADC相关
1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
2、 ADC 转换时间： 12 位分辨率对应的转换时间为 0.87 µs (1.14 MHz)， 10 位分辨率
对应的转换时间为 0.81 µs，若降低分辨率，可进一步缩短转换时间。

四、实验步骤
4 L# T9 U  J$ {, i9 `  D; b. G; @1、系统时钟配置
/ R0 I! D' r9 l9 R0 x/ _8 q

1. //******************************************************************************            
   ; `2 b7 {2 B, j  W* |! p" [
2. //name:             SystemClock_Config           
   
3. //introduce:               系统时钟配置        
   
4. //parameter:        none  
   . e4 P& _' d/ G  W. x6 v/ q3 [' G
5. //return:           none         
   % D" ^7 _/ f  ^( O' e9 `2 a" |
6. 
   
7. //changetime:       2019.05.21                     
   
8. //******************************************************************************
   
9. void SystemClock_Config(void)
   . {+ h6 i' |6 u0 k7 ?3 D# \6 {
10. {
    
11. 
    
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    ) O1 x& I0 i8 E/ @+ F- A8 L6 P. b
15. 
    
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    0 l, J( }  _' F! u* t7 Y) N
17. 
    
18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    
19. 
    
20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    
21. 
    
22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    : d' o! Y! M! f* \+ c) r& P
23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源
    
24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    
25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    
26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    ! e1 |- @% e% j8 S5 N/ @" n
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
      y3 O0 C! A$ s" y+ x) G% y
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    $ I; k7 m: ?* `# c, i5 X- O3 _: t
29. 
    5 k( f0 {# C. ~
30.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    
31.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    ) x- e' b$ k* Z
32.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    
33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    - K% u' E  m' o( N, ?( v
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    7 S- Q) n9 I' [1 G6 R: m
37. 
    $ r3 [( f! {" |6 o* `) j' K/ l
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    8 y& T! Q! {8 [
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    
41. 
    
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    9 c6 L7 b6 j5 p8 u* n
43. 
    . O8 X3 g4 U, j; b
44. }

复制代码

注意：一开始程序中没有配置HSI时钟，采集不到电压
/ V! s7 Z5 I& W8 P/ d9 C3 R
2、ADC文件
* h. g* A5 R' y  Q: Q

1. #include "main.h"
   8 t( G# A. w6 D! I" i' O% ]% B
2. 
   & m& ?+ \, U8 j
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   ! J" a7 R( `" S
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   
6. 
   
7. 
   
8. //******************************************************************************            
   
9. //name:             ADC_Init           
   % [$ [& ~! _# }" C4 X
10. //introduce:               ADC初始化      
    
11. //parameter:        none  
    
12. //return:           none         
    5 q' P- I/ @' D& [- R2 F
13. 
    $ z( K; @! ^$ J! h: B' |
14. //changetime:       2019.05.21                     
    
15. //******************************************************************************
    ! |( z8 h' x/ i4 ~
16. void ADC_Init(void)
    + n# e  q' `- o' R) k$ y$ N  x
17. {
    8 z3 D3 ?4 O7 K3 k: O9 e9 o
18.         uint32_t Calibration=0;
    - s" J2 i, U# H% o" g2 \
19.         
    + i; R+ M- n7 f3 n  ]6 o
20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    
21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    7 m" f* Q  o, D, P( K" C) Q
22.         
    
23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    $ L. E8 c& s! d! v) _4 _
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    6 T0 J* [/ @9 m' }& n! d
26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
27.         
    + V# @9 [- K- Q! J
28.         hadc.Instance = ADC1;
    
29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    5 v9 o# v5 H$ t1 s
30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    
31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    
32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
    , }" t' t5 R1 w5 ]
33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;
    * O0 L% a) R4 U- Z  t( G9 a  D
34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    
35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    & E# a- X" H$ ]
37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    2 \& ~' T0 V4 a. n: e7 _2 h) q
38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    ; r5 K/ q& l- ], ^  R
39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    6 Y; P+ Z" p# Z3 t( q
40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    ; N% Q- m: ^- G
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    " H# B6 }" Y; y! T
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    ' W0 X, {% q# }0 n
45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    
46.         
    
47.         //启动ADC校验功能
    
48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
    
49.         //获取校验值
    ( d! u+ Q4 L/ C; [: t
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    1 q" o# T4 A+ e; _+ u
51.         
    * }2 o, F! K6 S
52.         // 清除之前通道
    2 r6 e5 H0 _7 M0 a/ c, i# b
53.         sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_2|ADC_CHANNEL_3;
    
54.           sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道属性
    
55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
56. 
    8 a% T1 ]# H9 `( t( ~# T4 L8 k
57. }
    % }7 l, ]) j4 Y8 ^  E
58. 
    3 j* ~; ^4 F5 U7 q) r, e* `+ h
59. //******************************************************************************            
    
60. //name:             GET_ADC           
    
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    % m. V( V. L* j" l- G, [6 {
62. //parameter:        CH：ADC采集通道
    , Y+ t/ o: {; i1 D) D
63. //return:           ADC采集值         
    9 j+ R0 o8 Z2 s
64. 
    
65. //changetime:       2019.05.21                     
    
66. //******************************************************************************
    
67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)
    
68. {
    ) l0 N/ b4 R* ~% \; J  E3 Z$ H' _
69.         uint32_t adc_conv_var;
    
70.         sConfig.Channel = CH;
    ' O2 D0 j1 P2 @
71.         sConfig.Rank = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;        // 设置通道
    1 y. ?% A; C0 P) s
72.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    % o8 O1 V# J( C2 Z' {4 c  o
73. 
    & [# p8 Q, R* O% c- J* {3 \' _
74.         // 启动转换
    ( I/ B; f; L9 Y+ T& W' q' K
75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    
76.         
    - \* [6 p( Z. w1 b/ A. Z- v% J& w8 @
77.         // 等待转换结束
    & @% P: P) x+ o* A
78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    
79.         
    
80.         // 读取结果
    
81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    " t. x! o/ v2 i2 Y, u/ C( c, Z* a
82.         
    
83.         // 清除通道
    
84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
86.         
    5 r' w8 q* T' _1 b( w  z" l; |, k
87.         return adc_conv_var;
    & ^2 C& R5 s0 c- |# U& p
88. }
    
89. 
    
90. //******************************************************************************            
    
91. //name:             Get_Adc_Average         
    : Z' F9 H$ F, O9 ?
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    1 d/ G+ J' K- x  i" N- x; g
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    . W2 J- {6 k1 c. u
94. //return:           ADC采集值         
    
95. 
    & J) W% m, h8 E( @! E
96. //changetime:       2019.05.21                     
    ; a. g4 L9 y+ O- g
97. //******************************************************************************
    & ^5 D& r4 A2 ^2 R7 p; U. z8 x
98. 
    + K" F4 \. u- M* Y8 @' q) y
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    
100. {
     3 H4 P: Z, _9 f. V* I: u, W' Z
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     3 d! L) O8 Y3 P9 w
102.         uint8_t t,i;
     2 a% S6 K( Y8 o+ Y% Q) Y5 T
103.         for(t=0;t<times;t++)
     
104.         {
     
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     
106.                 {
     ' t( J% ^6 T' r' K) n
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     $ w" C& g( F( R
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     
109.                 }
     
110.                
     
111.         }
     " t6 Z  z7 X2 Z9 ]6 E
112.         
     6 ~& U8 I5 N4 l: d6 @
113.         for(i=0;i<9;i++)
     % H7 \5 s  `% |4 k. I; y; L
114.                 {
     + p# D' g2 W' @6 Q/ a! M
115.                         adcx = temp_val/times;
     + D& w  B8 j; ?
116.                 }
     
117. 
     
118. }         
     

复制代码

; ]4 K& N2 W# d! P0 S& ]3、main中测试

1. while(1)
   ) ^3 A5 `" X5 L  k, z- W
2. {
   
3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
   
4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
   
5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);
   $ u! ?" k7 c% u( E- i
6.                         
   / u& s, {0 ], s! a1 \" q# e( C4 G& M; f
7.         HAL_Delay(100);
   ' [" |& _* x; e
8. }

复制代码

, k& }9 a/ E2 q1 {2 U5 a
4 p. P8 {+ V# l6 G2 r四、实验结果

& }/ d# i$ }: u% v; b) g+ {由于ADC的精度是12bit（4096）、参考电压为3.3V，因此实际读出的电量值为BATTER_VALUE3.3/40962.
7 J7 f7 D3 ?! H5 F试验成功



2 [4 b2 N3 F$ P8 X9 l0 d