STM32L0开发系列——01 ADC采集
% D) H) f8 z  k8 ?4 n/ I+ f前言
4 r* w& F/ f0 M使用芯片：STM32L051C8T6
软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
8 u. V; `" @7 `1 V% U库函数：HAL

: L) n9 t4 z+ y# ]: y% e' h- x一、原理图
% [8 B: A$ R9 ^/ F$ L$ P本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。
# D8 W! A8 q) f* l' F* z

& k6 F; `# ^/ E3 x5 e
; @) |; h% ~$ X4 x" P' d+ E& h/ n8 C二、ADC通道与引脚对应关系
: X& {9 A1 Q! s& x. ~0 }, C% n3 A( q( \

. r+ W, C' O, w% z+ j  [: s
0 [2 i5 y; [9 W- X9 v: d% W: @# m- ~三、ADC相关
1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
, Y* f# T( Z" F2、 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
9 C5 C; u2 n# Q( w0 \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。

5 k3 Y, c* r1 R( ?* ~; F四、实验步骤
4 i$ g+ a# o& q% e; l7 j# G1、系统时钟配置
+ X- e5 B" c; R  G! r' Z/ G% G

1. //******************************************************************************            
   / C, |# }: G+ E2 @* X
2. //name:             SystemClock_Config           
   
3. //introduce:               系统时钟配置        
   
4. //parameter:        none  
     \/ e/ i$ e: _7 m; r7 Q$ j+ k$ @
5. //return:           none         
   : e6 T5 ~9 t5 F
6. 
   
7. //changetime:       2019.05.21                     
   1 C8 X' }& u' [4 Y. a
8. //******************************************************************************
   
9. void SystemClock_Config(void)
   9 c' K0 d$ q, _. ?, e5 q) _
10. {
    ' n+ s& _) Q" `: e* D% e' F% ^, z
11. 
    3 k& P. ?# c" v5 y5 W4 L! s0 I+ m
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
      R" }) f, l. x, h6 |
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    
15. 
    
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    . V+ h: A0 M% W  Q+ m
17. 
    % W: M3 l8 ^. v+ Q! ~7 o
18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    # o0 k- @% R. K
19. 
    
20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    
21. 
    & e* Q3 U% b8 }" Z
22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    $ u( Z# u& ]3 Y8 w: o" q  y8 g
23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源
    ! P; h" B* a  n: ?, L" I) r1 C
24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    
25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    8 M* i% w0 \( ^
26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    0 B: Q4 V; E7 }2 s1 F. w/ b2 d
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    ) n6 u* ^- J0 ^* b0 o4 s
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    
29. 
    6 [% |, T$ v& t- ^) t
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;
    - G$ S. Q  A1 q, e" K, R. T
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    ' m! i* n" \' ?8 A* g& v3 E, x
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    # ^3 c; i4 B: Z1 W$ P& O+ w, U
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    ! e4 q! A* {; C- y6 ?6 x1 l9 B/ |
37. 
    1 g# Z, j7 O+ Z: O# s+ W# |3 s8 N
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    # j2 F1 p! L3 i  U
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    1 o6 w, s: y4 n% B/ A/ ]
41. 
    4 \9 o9 [* a9 K+ Z
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    
43. 
    3 g7 W1 v+ @5 z+ m4 e
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
1 M' ]& x; `, [; L' b% Q* r5 J' |: D4 k
7 G! j8 |& v4 `- ?; g2、ADC文件

1. #include "main.h"
   
2. 
   * u  S" R; x. @6 @
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   
6. 
   
7. 
   
8. //******************************************************************************            
   
9. //name:             ADC_Init           
   % I) c# u6 g' z1 L, S) [) D$ s
10. //introduce:               ADC初始化      
    3 t; k* k/ ]' c
11. //parameter:        none  
    4 P8 O" ]  p4 P, x" x  |  W
12. //return:           none         
    
13. 
    # f( {! J" D# C$ q# [
14. //changetime:       2019.05.21                     
    
15. //******************************************************************************
    
16. void ADC_Init(void)
    
17. {
    5 ~9 D% k& x- W0 W6 R! X4 ?
18.         uint32_t Calibration=0;
    & {' h( e8 M. T
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;
    # K& d. |2 b5 D0 t
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;
    : ]2 K- ]9 z% @$ q4 u# ]: W4 F
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;
    ) n+ k, O" d. w7 O3 l( k
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    ! ^7 z8 Z0 Q2 P7 d( {
37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    , ]% }* O8 L! M  N* f
38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    
40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    " ?1 N8 D, v( a4 w  [
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
      S4 m8 h1 C9 u0 g
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    * u  S. T4 }# s
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    & X3 i3 E3 Z3 A" I8 @
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
    2 h& [( o' W' B" Y: {
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    ( l4 A5 V- ]+ m* b/ I, T6 G2 l9 N/ C
51.         
    
52.         // 清除之前通道
    ; ^4 W7 j; @/ |6 l" Y, d5 ^' i
53.         sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_2|ADC_CHANNEL_3;
    + Y# {: F2 @+ w
54.           sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道属性
    
55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
56. 
    
57. }
    
58. 
    
59. //******************************************************************************            
    + V/ b. k5 T# S% X) H  y
60. //name:             GET_ADC           
    
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    % o- N/ p! G2 x' O
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. 
    7 z2 O' }& i. Z4 x# C0 Y4 r% R
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.         
    ) K9 g0 l5 A; J
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
    ; ^" i* H) x1 q" ?8 N
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
86.         
    
87.         return adc_conv_var;
    
88. }
    1 b8 U& X& q( s$ d2 f5 F+ t
89. 
    
90. //******************************************************************************            
    
91. //name:             Get_Adc_Average         
    6 Z/ {3 t$ B  b& O2 g
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
94. //return:           ADC采集值         
    " v* c* K  n, |5 T
95. 
    2 b9 Y7 z" h1 `
96. //changetime:       2019.05.21                     
    
97. //******************************************************************************
    
98. 
    
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    - X2 o6 H4 B- w, }
100. {
     
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     
102.         uint8_t t,i;
     4 k* J) Z: Y; z( w  Y. d% Z
103.         for(t=0;t<times;t++)
       H4 O2 L; K1 ^& r; T4 F
104.         {
     
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     , s5 Q3 e: ~9 ~  i* E! }3 H- B
106.                 {
     
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     " O2 B' M9 b, E
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     7 b% {9 o3 P7 o" I
109.                 }
     
110.                
     
111.         }
     
112.         
     
113.         for(i=0;i<9;i++)
     8 ]. ~. g1 j/ F. T
114.                 {
     8 z( V. q7 x4 D, T0 v
115.                         adcx = temp_val/times;
     + y! |4 M4 r3 m- |6 S& e
116.                 }
     
117. 
     8 s- h- h( K+ o0 T/ f& D6 ?! U( t" g
118. }         
     & X- t. i, I2 l1 g4 [0 o) |. ~5 j

复制代码

3、main中测试

1. while(1)
   
2. {
   ' M) a. J. t9 L/ ]
3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
   2 l* P8 r$ o) U/ N# V1 `# d" |
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

1 C: W# i: \% I9 y
7 H# c) K' ~( H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.
! U, C0 u; I3 o试验成功

/ W8 |3 S8 K+ |

# I8 q( g/ G& i4 c& t6 ?