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【实测教程】STM32CubeMX-STM32L4之研究(ADC)

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STMCU小助手 发布时间:2023-1-15 00:07
一、开发板平台简介:4 T5 b/ a4 g5 I: Y9 V/ t! c
1、开发板资源简介

. L1 z& C- C3 L! o$ Z* X(1)开发板主芯片型号:STM32L431RCT6
9 z1 p3 f& M# I9 W" x) T2 N+ e3 S(2)开发板主芯片封装:LQFP-64_10x10x05P
/ |7 l3 O% P# j0 i(3)开发板主芯片内核:ARM® Cortex®-M48 X, a, A  O& G" F( M7 Q! D5 j* E
(4)开发板主芯片主频:80MHz
* ]: Z9 |, ]% `$ |! {9 Y! D- t; j+ @(5)开发板主芯片Flash大小:256KB6 b0 a( ]2 }- [1 E' S5 ^
(6)开发板主芯片RAM大小:64KB# H- d1 X) c" i+ {5 n$ T0 L
(7)其他外设:请参考芯片手册' I' {+ t1 `0 C! q# ^

' a. z8 r! T9 Y1 ]
bb91345227434ee7a43a34bf3fe366e6.png
9 U$ a/ e: l( r/ a
' l6 L, B6 Q. g2 B$ m 929c0cce04aa4115a8623703982bf3e1.png
( n* J- L0 W! ^, q" a
2 S: `/ J5 Y5 t; i# p
2、串口简介

% a) W1 t# \# G6 L! E+ o: l5 ?8 ^         串口全称为串行通讯接口,即数据在通信线上一次传输一位,按先后一定顺序传输。我们通常所说的单片机串口准确来说应该是串行异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART),使用TTL电平,串口需要RXD、TXD、GND三根线进行通信。; o& T! [4 T6 ~& l# v
        (1)我们选用的STM32L431RCT6开发板串口1已通过USB转TLL串口芯片CH340G引出,使用时,只需要用公对公USB线连接电脑即可(注意也得需要安装CH340G驱动),后期验证试验也试验该串口1进行。
3 h- h) R. E* ^! w        (2)开发板上的其他串口已通过排针引出,为TTL电平,通信的时候需要注意选择对应的电平模块,如USB转TTL串口模块等。
3 E/ D0 p$ `; V. T6 ?
3 `! v5 A3 w, B; E9 _8 o' G, p3 P" P
  二、新建工程# j. K: @7 H7 w- x
1、新建STM32CubeMX基础工程
3 |# l' Q! m* L* |9 S
(1)打开STM32CubeMX,点击“File”-->"New Project"​* o* E6 t- h7 z* s5 n

8 H1 {+ o7 s, j; c( N+ I8 L- }
2399170347904e959c855fefd5877f84.png
3 T- r0 |% P" J6 ?
' j/ v- ^7 V# y& a4 @3 m
(2)等待打开主芯片选项界面(大约1分钟时间)。
. x& k+ S' H2 o( Q
  m& i1 z9 C4 Q; v0 ^! H
d74d2fdc60c9440483e2b7cf8d928e7f.png
! I& Z: t. y# R* n4 P
* v$ W, v. }4 M# T1 ~+ ?(3)昨天搜索框中输入(或选择)所需的主芯片型号(因为我们用的是STM32L431RCT6开发板,所以此处现在STM32L431RC),然后在右下角选择STM32L431RCTx(因为开发板主芯片是STM32L431RCT6),左键双击即可打开新建的项目。) R* |, u; V* F/ S

" C8 q2 C8 C' c7 p. u
7b80345238d74bea82ce70e1a348f7b4.png " J$ G# s5 ^( T# K( `+ q8 v: g2 L

5 d/ k3 ^# Q0 v" a/ V(4)选择时钟源。
- k8 Y5 W8 K, b3 q1 m* J——因为开发板上有8M外部时钟,此处选择外部高速时钟(HSE)。1 q6 q5 M& W, \1 z8 u9 j
——因为我们没有用到外部低速时钟(LSE),此处不做处理。- O2 g" h0 i5 U% R' F: z1 ]4 y

& i* @+ U1 m, ~+ K" ~* ~
72119b971f62410fa8344f7f9fb9f389.png
/ w! |" U' ]  G% @- f6 @1 ?
' {: q2 Z/ z6 l4 {2、配置GPIO控制LED
( M, O# K; y9 e5 J备注:LED灯用来指示系统是否正常工作。' I# `$ M2 l& P) p0 @1 i+ @0 N
(1)查STM32L431RCT6开发板原理图得LED1控制引脚为PC0,则配置GPIO的引脚PC0。- H) S( E1 \4 P/ H( r/ N
鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。: a' B& {1 z/ P  @* O/ e# C7 s

0 ?: D  _0 P# B& W/ D
492907c1e71149819adbaee4516a2af4.png 7 A5 W' }& H, \7 m
/ X& @; _, D" M- e1 n4 a
(2)根据自己的需求配置GPIO的参数,如输出方式、输出频率、上拉下拉等。因为GPIO控制LED的要求比较低,此处采用默认参数即可,不用修改。​
, t8 B% X. a* Q$ u
2 X% V- p& E6 R: j  E+ K8 u# G
38ff4b80e1c5495ba3076a5158fd91fa.png
- i6 H9 o) t5 L& y: }4 W
- G  f; I2 l1 a, T
3、设置串口1参数

& k- _1 n$ j7 o0 H! j(1)查原理图得知,串口0使用STM32L431RCT6引脚为PA9-USART1_TX,PA10-USART1_RX,引脚设置如下:" C% L8 S7 J6 {

% j5 ~( z% G% o: e5 Z- R. ?
497b8ee0243e446784e64a3c31e8a26f.png
6 B! o9 U& X1 T% s9 m5 w0 H+ E" K* |  y% [! _7 @* x
(2)序号1用来设置串口收发引脚的选择。- f4 [: k" t! j( H' D
(3)序号2-3-4-5-6设置串口参数,如波特率115200、8位、NONE无奇偶校验等。
1 ^9 f8 t$ B# P! m/ d0 J
! a- _6 {5 P4 j+ I2 A5 y4、配置ADC(单次转换模式)
7 |2 D$ G; m& c0 f(1)ADC简介:
$ _! C; H* D" W7 V; l8 Y: L( H☆ADC全称 Analog-to-Digital Converter,即模拟-数字转换器,可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号,进而使用数字电路进行处理,称之为数字信号处理。# t' h, x( G) }1 ]  ]( t
6 M8 w* v) s2 L. c) w3 E4 q/ }0 I
☆STM32L431xx 系列有 1 个 ADC,ADC 分辨率高达 12 位,每个 ADC 具有多达 20 个的采集通道,这些通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。 ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。
" n  \6 Z4 N3 {* P: q, F+ n$ H8 E0 ~0 i6 R1 o& v6 O. C
☆STM32L431 的 ADC 最大的转换速率为 5.33Mhz,也就是转换时间为 0.188us(12 位分辨率时),ADC 的转换时间与 AHB 总线时钟频率无关。
# \' z- l5 s7 n. \/ j  t6 R8 j  L6 \. H. b# }
(2)首先选择ADC1,开启通道9
$ h& |5 y  F$ e9 C) I# a
9 F. c5 X2 Q" i% t
f31d2998798b4294a5efa1cda1de7c31.png
9 B; j9 i- j# x; Z
2 D; W9 n) ?2 p! @$ H
(3) 进行ADC配置,这里保持默认即可。# I6 p+ q' j8 d. o5 t0 ^( l) z$ W
& A3 L" l& J0 v  ]: }: E+ D+ f
01e7319ac29443dda07463a86cb4343e.png
* e' W& S- b% S6 F) D/ M" Z& {, h. C8 [) H( u1 D: }" T
(4) 配置ADC的转换规则,选择channel9
  m1 ]' E, I( O' L
6 X# G* t6 U# V7 X4 S
5092b6c6ba3644239c3805164afda05b.png
* M. j3 j0 g6 c$ m/ _; D& L2 Q( K2 b: ~' q) Q5 T  Q
5、配置项目工程参数
! p/ d' v, L2 z0 w(1)配置时钟树,用于系统内部时钟,以及各个外设时钟等。此处选择外部8M晶振作为主时钟频率,内部最大倍频80MHz。
0 c; P9 I0 O$ D/ z1 {  l' e" @, k, T
9cfb5e43f4b945c491d1ffa27f1e3284.png 7 E4 F' ~$ R& l: ~- A/ E
/ M+ I% P; M* l4 K/ l( w/ b7 R
(2)完成配置工程。' l7 h) U- d( p4 Q, T1 T  {
备注:需要注意代码生成过程中的继承关系,如图所示:需要保留开发者自己编写的代码时,请根据配置设置,不然生成代码后会删除自己编写的代码(从这个方面也可以看出开发者备份自己的代码是多么的重要。)# u6 C6 J" S- u! Z

3 V: B# j) R' u: p% ?6 r3 }$ o# [% Q
efdb616174f54925b6eac31109f227b5.png
# `) i0 \# s: r7 P: }; k' ?5 `( t
+ Y+ Q2 Z2 O6 |) U- Z9 K" F 41c3f2716e4e4eda8f62fa3a1d871322.png
9 n* }* F# P: w/ s! Y8 K
& E" c. p; ]6 J  Y2 k
(3)生成代码。5 x" u9 q$ B" d" T4 T7 P

% j# X9 p" p; w6 W& m. _
8eaa7d0babea40ee93f158481a6ee471.png - U$ [  r9 O/ K  E5 P& \* S& {
$ n# `5 ]. s" ~. _) ~! E  }
三、在KEIL 5中编写代码0 f) M$ s. F$ Q& T
1、使用KEIL 5(MDK)打开项目工程文件

  v$ q3 Z  `8 l& q+ R' f5 R% B(1)找到刚才新建工程的存储路径,安装项目名称,打开项目工程。' P  L% E& c/ D9 {' y% c

1 R3 X) f' n2 Z! c( R5 x
c4c0e8cadfbb4646acf84aca2c5938b4.png . N- ^; S9 A( G

/ x) I* J6 |7 O  U+ f2、 添加LED系统指示灯提示
+ w# B3 [" x6 D0 \+ `1 b; D) G(1)添加每隔500ms,LED1闪烁一次的系统提示,用于提示程序运行正常。
) Z* H7 ?' ]/ f3 N* B" H+ [+ ]8 Q# x, p1 ]
6ab72ceaeb7a41af833842fe5ba6f34d.png 8 e6 ^% L7 r9 b

5 U$ l8 {- ^7 P! C$ S4 E) O% N! d/ b; r8 A' m. ~
3、添加ADC相关函数代码
* ]2 a# j  b& @
(1)在adc.c文件中添加ADC采样函数,返回值即是ADC的电压值
8 I2 F7 O/ t/ v; [; I
  1. /* USER CODE BEGIN 1 */5 e$ }0 S+ |8 @& a" [- [* U

  2. 2 I2 ^: m; j5 p2 x5 H+ t8 }" d0 y9 V
  3. /* USER CODE BEGIN 3 */
    + X) V  h) u) l# S2 ^/ a) y

  4. 2 }( O) C4 b8 m3 Z( J2 y  n! V
  5. /***************************
    : d9 W, o6 H; Z6 G0 T1 {; F
  6. *函数名称:uint8_t z_ADC_sample(void)$ S% d( m$ b2 @! [3 S
  7. *函数功能:获取ADC采样电压
    8 ?: \" C" N8 v  a$ G# ~4 r# U
  8. *返回值:返回ADC电压: P5 ~; {% D& ]5 [
  9. *备注:
    8 q# X, d- X$ @6 K
  10. ****************************/0 I# n0 u4 O  a) G, L" `
  11. float z_ADC_sample(void)/ D  A2 f- H) J3 n* P
  12. {               
    - M/ l+ I" {; `7 E, Y; g4 m
  13.                 uint16_t adc_value=0;                                                  //ADC采样
    " O$ w# R- k, m( T
  14.                 float adc_vol=0.0f;                                                                //ADC采样后转换的电压
    0 V: y; }9 d3 P0 D4 G! q1 I, \
  15.                 for(int i = 0; i < 4096; i++)5 T) I+ H( W9 D
  16.     {  `" R+ _, f7 [! n8 U5 o7 b( Z
  17.         if(i%1024 == 0)
    ) O) w) f  ?; F' ~* w  _
  18.         {
    ( y2 Q3 }2 F4 G- G
  19.             /* 使用ADC采样 */
    ) |. T4 W0 v  r: o
  20.             HAL_ADC_Start(&hadc1);                        //启动ADC单次转换! U3 r8 Y8 U2 T) N
  21.             HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);        //等待ADC转换完成
    - y0 e, C2 Z7 E
  22.             adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);         //读取ADC转换数据
    3 Q5 `! H( f3 ], ?5 D
  23.                                           adc_vol = ((double)adc_value/4096)*3.3; //转换为电压忿7 a% h" P9 I3 `3 N$ c, _+ r
  24.         }
    : R' u/ N% v2 P3 u5 Z
  25.     }
    % M8 U2 w/ d+ U1 d5 j0 o) c) U- D! C
  26.                 return adc_vol;/ g4 R" Y  {+ G3 ~# l7 h( b
  27. }  
    ( M3 c# g, r6 t2 u
  28. . i8 ?% e: Y  G2 D) ?" i
  29. /* USER CODE END 1 */
复制代码
% X6 G$ d& p& p, [7 [
(2)在adc.h中添加外部调用所需的函数声明。- b& O0 i, f3 s4 {
  1. /* USER CODE BEGIN Private defines */- s! N! I4 i$ c9 c4 b  ~4 G) m
  2. float z_ADC_sample(void);
    / @. j- J! y# h& H; x& O! N
  3. /* USER CODE END Private defines */
复制代码
  H+ w; D  j7 ?6 o" O
4、添加使用串口发送函数打印log的代码, v& i- C1 u" s" q. ~
(1)STM32 Cube函数库的串口发送函数分别为:
2 v/ H* ]( ~/ w9 M7 x/ u- T
' r$ }% F" i6 c; O) cHAL_UART_Transmit、HAL_UART_Transmit_IT、HAL_UART_Transmit_DMA。本例程为串口发送函数HAL_UART_Transmit的展示。
! k9 \$ P! _7 P+ Y
  1. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
    $ y: l! d0 E1 P) T7 k
  2.    
    % o1 _0 Y* K5 |) R( I
  3. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size)
    ( A' q- Q) M' P$ n# `% \( `

  4. / p7 ~0 C$ o3 F( b
  5. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size)
复制代码

7 Z) m! M! w! x- G(2)添加串口函数发送数据的log。9 F. Z5 i+ H* l; n

) X' w, ~/ U4 M6 n, i9 B
6b0880ff9a7e44c18ba92b20895fa204.png
* Q, s7 i  v- @8 i+ B
. O' J  z% J% n; T" O" }, a
  1. while (1)' _) E7 M9 d2 B/ @; y4 g2 C9 O
  2.   {
    . x( U; L2 S, X2 L  P  d1 Z2 h, O- c+ k
  3.     /* USER CODE END WHILE */
    $ o# n$ ?* k/ X9 X. _' W; Y; v

  4. 8 O" A  Y: u+ v. S1 s& ?5 s
  5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    ; C$ f3 ]+ v& W  J# B& ~) W
  6.                                 HAL_Delay(500);% ^* q, _% o% e* n
  7.                                 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);                //控制LED1反转1 h# E9 O+ K% V: `
  8.                                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)"hello world,this is Transmit function!\r\n", 100, 5);) K( U1 {) F* E0 e6 K7 x
  9.   }
    ( |( N7 y$ s( g) F; ^
  10.   /* USER CODE END 3 */
复制代码
2 q- m" v; o' a2 q5 F, m" [) ?
(3)在main.c中添加调用和打印语句。
* ]4 c/ q" n4 L, p- j/ J# I3 ^4 U
  1.   /* Infinite loop */
    . Y7 E+ c. ~$ ?. O, A- ?) j
  2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */1 G6 V5 O0 y" @& D
  3.   while (1)7 b- q% K. Q+ O+ s, L$ h: `  |2 U3 J
  4.   {& `# k6 p. s7 S/ F' u2 x
  5.     /* USER CODE END WHILE */5 e! G8 ]8 r. @, W6 J

  6. * \7 V( T3 N3 h! ?0 U
  7.     /* USER CODE BEGIN 3 */& l6 x: S' y, Z' I! g& D
  8.                                 HAL_Delay(500);" b# D' q5 t! s* {
  9.                                 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);                //设置LED1反转3 n  v' M+ }8 y$ h# C1 c( t8 ~
  10.                                 adc_vol=z_ADC_sample();                      //获取ADC的vol倿 3 m! y& ^3 O4 i
  11.                                 sprintf((char*)str_adc_vol,"hello world,this is adc test,adc==%.2f\r\n",adc_vol);                        ; g' D$ {8 e4 I  Y; s7 k
  12.                                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)str_adc_vol,100,5);
    9 c$ Q& R6 D# s. ^$ |
  13.   }
    6 m. ]$ h; f0 K7 c7 `1 V  |
  14.   /* USER CODE END 3 */
复制代码
  1. /* Private includes ----------------------------------------------------------*/% s3 y4 M1 C% y
  2. /* USER CODE BEGIN Includes */! Q1 Z4 Z- ?" f! d% ^
  3. #include "stdio.h"% d. ?7 _) T$ l5 O
  4. /* USER CODE END Includes */
复制代码
- P* U  h4 d4 V) k" f" h
5、设置编程仿真下载模式

! U. v& w, B. ]* z- |# B5 |5 V3 }(1)选择Options for target ...>>Debug>>J-Link/J-JTRACE Cortex,点击Settings>>选择Port(SW),可以看到搜索成功SW Device,表示芯片可用,可以下载。: d3 G) [/ M3 ^& ?* ]
+ E4 {& e/ H0 @1 Y9 W
edefb6b9a2a14be3b1221ad6d5c7a8a2.png
: i; I2 a0 c5 w9 {7 m1 J
" W2 n' o& H: N" |* G( a(2)点击Download(或者快捷键F8),即可下载程序。
* E" n. ?  U1 |0 u  V! n! V
( ]; ?* {+ }, {% Z; I
ba221842d5db40808aa129dd83c593d0.png 6 e5 v( x1 T" j! r( ~

6 b# I1 u! T0 |6 Q" r- `% t1 g5 Z(3) 如果下载程序后,没有看到LED1灯闪烁,可以按下述方式设置一下(Reset and run表示下载后自动复位和重启运行)。或者重新彻底断电再次上电(或按开发板的Reset按键复位MCU即可)。
; S- G( m% y4 q0 R' j6 E6 c! Y! c+ Z" O
9f8aa1a4e8f04041bcf5cb183facd100.png
& Y$ [0 E' [; P" N4 H8 P$ S- `" V% m) J  J/ M, b. W. o
6、查看串口发送函数打印log效果$ T% V$ g# c7 @9 d, m
(1)设置串口助手参数为:115200、NONE、8、 1(和代码中串口初始化参数一致)。0 n+ ^8 T2 t8 @! j
(2)设置成功后,就可以看到串口打印的效果。每隔500ms闪烁LED1指示灯一次,且串口输出一个log。
) S- T8 q0 o6 }备注:PA4接GND的时候,输出值为0V,PA4接3.3V的时候,输出值为3.25V。; H9 _3 @7 a- o: R8 j) ?! b; A
! B  ~+ q; ]* s6 ~$ b
c36c94b1faa644f89200cbd7d8cac7be.png 8 ?- ~/ i- u  U9 T$ q6 L
1 P- n/ o* S/ u6 U
————————————————% }0 o8 P; g' _) l7 L% [3 X! o. p
版权声明:智能小屋ZYXC# ~' f) h+ y2 D! I' z
; Q- Z) a" W$ L$ E
收藏 评论1 发布时间:2023-1-15 00:07

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1个回答
crkylin 回答时间:2025-3-24 13:26:32

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