STM32L0开发系列——01 ADC采集
% b" Q' `' s/ Q' ~前言
使用芯片：STM32L051C8T6
4 q5 Z1 Z  f# c/ u( ]. x' u' h软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
库函数：HAL
( H. N9 D' J' c7 h7 w
一、原理图
& K& e  E6 q, e1 c' W  N本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。
; W1 q' K- X5 S+ P6 `
+ ?7 s& b, u# W

二、ADC通道与引脚对应关系

' {5 {6 m4 n) y, O: P$ l* ?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。

! p4 f7 C8 y$ {5 Z! s+ g" L四、实验步骤
1、系统时钟配置

8 `& d+ b. d* ?6 w% L: G0 `8 i, A

1. //******************************************************************************            
   
2. //name:             SystemClock_Config           
   
3. //introduce:               系统时钟配置        
   
4. //parameter:        none  
   
5. //return:           none         
   
6. 
   
7. //changetime:       2019.05.21                     
   ) r4 V: k) A2 E
8. //******************************************************************************
   
9. void SystemClock_Config(void)
   
10. {
    ' J+ @, U: x, b- A8 Q8 t
11. 
    , L+ v; k% a" ^1 q- s/ g: X" k
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    4 ], w) [+ x' u& q* D: S$ `5 G* w
15. 
    ! H/ N2 c7 Y1 ]. g9 q' f7 A; A
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    
17. 
    
18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    7 q% K7 ]  O; M+ D# L! ]6 p; @
19. 
    + a1 G2 E" Y8 |" I
20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    
21. 
    
22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    0 Q8 x( j, h4 z4 f0 H
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;
    & s5 \, r' i3 s# j' P
26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    ; q" ^# p, e! C
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    $ c" C, e1 M1 G( a- Y+ w. Z% g
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    
29. 
    
30.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    
31.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    ( F/ j1 ]! f2 O+ a$ G
32.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    - ~' z2 V, d5 c9 m
33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    0 Y* ]6 h! T" L8 B6 W  P
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    ( i: K8 G+ }: c
37. 
    
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    + c6 e) N: _7 s* a
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    
41. 
    
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    2 B8 D6 v# ^# n4 q' M& O2 U
43. 
    
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

2、ADC文件
6 F' k6 d6 D2 G5 y  D9 u( \! v& ~' I! u
( ~, I: k: w0 o7 l# b1 u7 z7 D# Y, A8 r

1. #include "main.h"
   
2. 
   
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   ; T- o0 }! _5 W& k# x2 U3 l
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   / [- N' y1 v5 k" ^% D6 Y
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   
6. 
   
7. 
   
8. //******************************************************************************            
   
9. //name:             ADC_Init           
   
10. //introduce:               ADC初始化      
    
11. //parameter:        none  
    * d8 g2 g2 u" K/ {. s# w/ l
12. //return:           none         
    
13. 
    
14. //changetime:       2019.05.21                     
    
15. //******************************************************************************
    
16. void ADC_Init(void)
    9 j2 ?! e9 H: _0 V' u
17. {
    
18.         uint32_t Calibration=0;
    
19.         
    
20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    
21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    8 R/ N  Y3 Z" U. ?/ G
22.         
    2 z. d  L' S# y* u, L% |$ T
23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    ( G6 |  m; N% R( }  D
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    ' j9 k' x2 s" g4 Z( j
26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
27.         
    1 @% E! X7 @% H: L( Q3 F
28.         hadc.Instance = ADC1;
    0 w6 I8 l9 f0 D% {+ n0 F
29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    * I5 i* }7 _/ g# t
30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    
31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    
32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
    
33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;
    * s- _7 z- H& q* m- T
34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    , p* Z& ^/ \% @1 s
35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    # X% G. R; v# ?4 Z/ R4 k" [
37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    
38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    # o9 ]. S: o0 F' H2 s
40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    ( H+ T& ?3 H  |, y0 r0 y
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    1 Q2 r* j" H& N% ~' U- {
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    . k4 Q& B4 E" b1 i8 t* [/ h: z
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    : j5 Q% m! A( q9 v7 N% z( q
45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    ( Z( H" K4 \- x. t
46.         
    
47.         //启动ADC校验功能
    
48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
    4 ]: ~) o# T5 E' ?+ O% P
49.         //获取校验值
    
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    $ f% P4 p; y+ r1 Q! P
51.         
    
52.         // 清除之前通道
    
53.         sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_2|ADC_CHANNEL_3;
    0 D. g( U; Q& f8 J3 f/ K" z3 x
54.           sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道属性
    
55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    5 u. n- K  h7 L' H+ n
56. 
    ! n. }2 b& C$ l' |! t, I
57. }
    2 K2 H5 Q: x- _9 p3 M, I
58. 
    9 F7 C4 W- I" H* C( c
59. //******************************************************************************            
    
60. //name:             GET_ADC           
    / z; L6 u3 w5 {# h
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    
62. //parameter:        CH：ADC采集通道
    - q& x( m) R' i3 y' W! Z* V
63. //return:           ADC采集值         
    
64. 
    3 d5 G) v9 T" |
65. //changetime:       2019.05.21                     
    
66. //******************************************************************************
    ' c1 r6 M) v3 f8 ~* J" i! I
67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)
    
68. {
    
69.         uint32_t adc_conv_var;
    
70.         sConfig.Channel = CH;
    
71.         sConfig.Rank = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;        // 设置通道
    
72.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
73. 
    
74.         // 启动转换
    # z4 n$ J# L6 E2 q
75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    6 k* V: K1 s, k- x+ m5 A5 U% H
76.         
    
77.         // 等待转换结束
    
78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    
79.         
    
80.         // 读取结果
    7 |, P& ?5 p# _
81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    7 v0 C5 b5 L* Q& ?1 C: K
82.         
    % n1 C0 V0 S4 @( S# K- x8 I
83.         // 清除通道
    
84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    ' Y: O. Z/ W0 b  {  |; C
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    / o. ~3 P# @0 O  A# O
86.         
    
87.         return adc_conv_var;
    
88. }
    
89. 
    
90. //******************************************************************************            
    # O2 R2 A3 e4 ?% z( h  }
91. //name:             Get_Adc_Average         
    " C: n# }* P  ?: K- j0 E
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    6 f$ S" _4 }. G9 j9 l: o
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    0 Q! }5 k8 r2 W1 N: B
94. //return:           ADC采集值         
    
95. 
    9 g$ @: T; U  {* i
96. //changetime:       2019.05.21                     
    
97. //******************************************************************************
    ; f8 E' m2 W- ^; u4 d% f
98. 
    
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    8 O$ l8 Z5 y1 f
100. {
     
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     - l7 V2 [# z! a- p' {/ ~% @( b9 H
102.         uint8_t t,i;
     4 j9 a* Y" H% J0 e, \) ~3 O1 T4 i7 H
103.         for(t=0;t<times;t++)
     3 \+ R1 A+ Y: ^2 E
104.         {
     5 I/ j4 A% l3 d0 f- h
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     " J6 `1 w! V( B8 O0 x
106.                 {
     
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     ( f- k3 ?" n( y9 o. p
109.                 }
     ) R. `+ P" A, d* h
110.                
     $ y8 I- y$ c+ ^, E" x- h: w3 C
111.         }
     
112.         
     6 q% S' u# m8 l/ b8 ^
113.         for(i=0;i<9;i++)
     
114.                 {
     
115.                         adcx = temp_val/times;
     
116.                 }
     
117. 
     
118. }         
     

复制代码

3、main中测试

1. while(1)
   
2. {
   # E# e, g' U6 y
3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
   
4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
   3 S& r$ u+ K" M4 g: t
5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);
   
6.                         
   6 x) h2 ?  q2 b5 ], r% S
7.         HAL_Delay(100);
   ; @, `8 y  _) z, x4 _
8. }

复制代码

6 N$ A' y- [4 h( j, O四、实验结果

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.
试验成功
. ^* }9 K" f3 t2 h% P- c1 b+ _

8 H# Q8 f7 A$ w1 \