STM32L0开发系列——01 ADC采集
前言
使用芯片：STM32L051C8T6
软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
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。

二、ADC通道与引脚对应关系

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
1、系统时钟配置

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                     
   
8. //******************************************************************************
   
9. void SystemClock_Config(void)
   
10. {
    
11. 
    
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    
15. 
    
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    
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;
    
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;
    
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    
29. 
    
30.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    
31.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    
32.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    
33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    
37. 
    
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    
41. 
    
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    
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

1. #include "main.h"
   
2. 
   
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   
6. 
   
7. 
   
8. //******************************************************************************            
   
9. //name:             ADC_Init           
   
10. //introduce:               ADC初始化      
    
11. //parameter:        none  
    
12. //return:           none         
    
13. 
    
14. //changetime:       2019.05.21                     
    
15. //******************************************************************************
    
16. void ADC_Init(void)
    
17. {
    
18.         uint32_t Calibration=0;
    
19.         
    
20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    
21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    
22.         
    
23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
27.         
    
28.         hadc.Instance = ADC1;
    
29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    
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;
    
34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    
35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    
37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    
38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    
40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    
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
    
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
51.         
    
52.         // 清除之前通道
    
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. 
    
57. }
    
58. 
    
59. //******************************************************************************            
    
60. //name:             GET_ADC           
    
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    
62. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
63. //return:           ADC采集值         
    
64. 
    
65. //changetime:       2019.05.21                     
    
66. //******************************************************************************
    
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
    
75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    
76.         
    
77.         // 等待转换结束
    
78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    
79.         
    
80.         // 读取结果
    
81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
82.         
    
83.         // 清除通道
    
84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
86.         
    
87.         return adc_conv_var;
    
88. }
    
89. 
    
90. //******************************************************************************            
    
91. //name:             Get_Adc_Average         
    
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
94. //return:           ADC采集值         
    
95. 
    
96. //changetime:       2019.05.21                     
    
97. //******************************************************************************
    
98. 
    
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    
100. {
     
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     
102.         uint8_t t,i;
     
103.         for(t=0;t<times;t++)
     
104.         {
     
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     
106.                 {
     
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     
109.                 }
     
110.                
     
111.         }
     
112.         
     
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. {
   
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);
   
6.                         
   
7.         HAL_Delay(100);
   
8. }

复制代码

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