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ie8及以上

【经验分享】STM32L0系列之ADC采集

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STMCU小助手 发布时间：2021-11-15 22:02
STM32L0开发系列——01 ADC采集
( g3 p, D; W2 E前言' N# y( w0 Z; a5 ~" b# `
使用芯片：STM32L051C8T6/ W$ z9 u: J' i( T/ @
软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
! [' U, U( U$ v库函数：HAL
4 x2 W7 B8 z3 u8 L. A# Z
1 X+ h7 S8 }; d( v4 U4 y4 m, H, b一、原理图
8 Y) J8 Z: ?" n' u" v8 I本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。
0 W3 a" x" d& ]* p2 [
; C" z2 F& m: `" w
20190521154130328.png
" P9 |# t- x$ }, ^; D- E/ Y6 a

9 b; K; ]5 i7 T二、ADC通道与引脚对应关系% m; m9 Z3 _& L; ]) H. ~4 B

6 f3 A& o, r& I; J/ r
_(KN]~}EBE`QX(}_V8}K%(1.png

2 l/ c' v  `8 h7 b" T! i7 m, E$ U0 i
}U8X{E0K8E$YC3O(VLM3]QH.png

; q, Z/ p# L/ I1 A- J
8 t' d$ [7 h) }. `6 {三、ADC相关& q3 j6 n0 r9 u' [; k
1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
( {2 Z9 a. r7 M) {0 W2、 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
" i1 k' f  n, g) {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。
) j' A) R3 ]$ J) m* v0 ^9 q' u  z1 d0 h
四、实验步骤
! F' \4 p' j* C+ _6 Z1、系统时钟配置: b5 o  t% Q6 e$ s- l

4 m2 w% I, A& Z2 x
  1. //******************************************************************************            
    : H5 m* z" Z' t( R' S, G
  2. //name:             SystemClock_Config           
    ( |+ N! V3 T! d' j+ S
  3. //introduce:               系统时钟配置        
    - ~! R6 w! I  F8 k& v
  4. //parameter:        none  8 a, p. W: H( P) j) f7 j# _* U
  5. //return:           none         
    ! Y( A+ I- |% q
  6. 2 Y( [  W& N+ A4 a( ]
  7. //changetime:       2019.05.21                      - {4 J! a: s1 c/ g
  8. //******************************************************************************
    + L/ x6 U1 v! t0 }1 }
  9. void SystemClock_Config(void). A0 I( \; ?8 ]& M' l, C6 m6 ~% g
  10. {
    . v- u/ g) W/ ~

  11. / ^! ~( j0 y/ Q8 }' f& ?+ H/ q- L; U
  12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    8 J8 @* X  ]* {
  13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;, ^8 T2 I2 d' u# I
  14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;, f( t0 K: Y8 g& }  j* n

  15. 6 a, b8 s& C( n  [
  16.   __PWR_CLK_ENABLE();1 O* P9 h( X5 v1 M9 i/ C" T( {

  17. 5 Z6 s9 ?" |; G" {
  18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    # \  {# r4 N# [: k8 t9 F- E

  19. & W* ?8 M) A  L9 _6 k
  20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    7 a8 \- w. b1 V, o. p: o/ g' |

  21. 2 U- @8 k8 ~& d- W
  22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;2 ?9 x0 R/ x7 R& O6 l& G& S
  23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源
    / ?4 m) @( a# T
  24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;, m8 F+ Q  q# y& k
  25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    1 G# s! M' p; ^- p$ Y
  26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    & r+ F8 n$ W; Q( i
  27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;! G0 N( o% b" L4 E7 Z
  28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    2 {3 [/ V7 d1 T2 s; q1 a9 v: L, L

  29. $ z7 W4 m5 e- X' ~  R% j
  30.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK  q- ^, i0 U7 y9 F# ~- q. w1 v
  31.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;' J5 O  H: z. ^! W4 }
  32.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;% c% l# G4 E+ z3 U, E
  33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    6 a1 H' |3 O4 O& `% d
  34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    # G; j" a% W( C1 ~8 t6 {
  35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    1 A! [7 o! J8 y6 I, I+ e
  36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);5 n( u) r+ o* O: P/ |4 `
  37. 0 J, _5 }7 F! L2 q9 m% V1 J
  38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    / u4 B3 M/ N8 a9 u4 }  s8 g
  39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;0 m& A; f: x8 I% k( w* \: R
  40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    7 B( H" p* h3 ]" t; w8 w2 E9 n. ^) z

  41. ( P' @* y4 L" C+ A- k
  42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    7 v: L  B$ I% z+ ]/ E
  43. # U  k! d9 G' H, E! ]
  44. }
复制代码
# z; ~4 S* E; e) d# y) {
注意：一开始程序中没有配置HSI时钟，采集不到电压. ~* L9 y8 e, z) {* l+ M  }% Z

# j' T+ X: e# R2、ADC文件
6 R! |0 a" ], P$ n# N& {" ^1 `0 |8 A* V
  1. #include "main.h". ^) [* V, R- V

  2. 2 y& b8 f* S: ^3 F9 `4 V3 v" R! D7 r
  3. ADC_HandleTypeDef hadc;, ?; |2 O# c: @& Z( j; H9 Y! U
  4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;& u$ t  W& D) @, H
  5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
    $ o. |! `0 Y- D- w; a
  6. & v! N7 R6 z& ^4 p0 _# o8 q

  7. 5 F- M+ ]0 a0 }8 Z
  8. //******************************************************************************            
      a" {6 i% S2 N# H3 n
  9. //name:             ADC_Init             w8 j/ `& d) ~6 m9 O5 q$ e+ x
  10. //introduce:               ADC初始化       1 N- z% G0 u; k
  11. //parameter:        none  
    ( O. W/ F$ A" q& [
  12. //return:           none         
    ' L8 i) G7 \4 G# f: \# @2 m

  13. 2 J" C, r3 n1 m3 R$ J5 C
  14. //changetime:       2019.05.21                     
    $ {  a7 H  w# Y' V3 M
  15. //******************************************************************************
    ' D; U0 H3 \# m# V' A0 {  i: s
  16. void ADC_Init(void)2 ]5 x$ w& @7 x6 n3 m
  17. {
    ; Z  x9 O5 |# _4 A: k8 g
  18.         uint32_t Calibration=0;
    4 x" }: S2 T# P6 u1 n' _0 b
  19.         
    9 m% ^2 h1 k; l) c9 c& E% }4 `
  20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();; T' k, I3 D& y& @1 _! Z& R
  21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();! \! Q2 A* Q4 E4 @+ G) d
  22.         
    7 u1 H* U7 T4 K2 e3 S3 M5 H. b- L
  23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    , U; V1 ~" w) D; l8 ~# {
  24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;8 _. Y/ ?" K  ?: P$ m) k5 r- K) I2 k
  25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;" F; M$ w. o+ X% P9 a9 m% ?
  26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);% _8 [/ |% x7 K- T( r
  27.         3 f% ]6 u3 g* I" i2 j6 t; O8 X
  28.         hadc.Instance = ADC1;
    1 {* [7 @! `# K% U7 @) _
  29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;7 I( u' c- k' v
  30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    - d) x. B7 r! B8 {
  31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    6 E5 F% D6 @4 K- f) ~5 Q0 q
  32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
    # [  E1 l6 S6 W  z( q! K1 _
  33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;+ \; O. [4 l: U% w0 X: E
  34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;. Z- R: N, y* t) T& f
  35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;0 a$ j# m- E! ?
  36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;3 ~' f6 a& Z. t- x# S  W0 X/ W
  37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    , y8 E5 z0 q9 H0 a" t! a4 {/ }
  38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    ' `( q6 N3 t9 G9 l6 b
  39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    " b" q  b: h3 Z; v
  40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;3 _" T. O8 E4 }6 @  n: c
  41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    9 ?: y7 |' M& m2 {8 a
  42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    3 O; @0 j; c0 _
  43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    1 s# ^8 _( k& k/ u4 Z$ ?. b; `# {
  44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;" R) F9 H) p6 d. o% q8 n
  45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    6 x+ J* t% b7 r* @$ r
  46.         
    / s- R6 S$ q+ f0 T+ w
  47.         //启动ADC校验功能
    ( y0 H0 Y) V* G: i+ I( \
  48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);. t5 V9 k6 Q3 P6 \
  49.         //获取校验值& j+ I6 c9 @6 ^' ]) v
  50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);: p3 ?) B; y1 n
  51.         ( h) v0 k+ Z" k4 |- r; d$ r3 g
  52.         // 清除之前通道
    5 z. L  A" x( u8 I* n. n
  53.         sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_2|ADC_CHANNEL_3;
    ! x( a) ^5 X  N! N1 X/ v
  54.           sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道属性7 |% T  ?3 Q8 l
  55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    ) ~  F# {  y+ |- W% M$ [
  56. ' L% s$ ?) T; ^4 Y
  57. }: e* y/ y5 i2 m' v
  58. : \1 C0 n0 ~1 C: @  x( v
  59. //******************************************************************************            5 ?$ [: i( n8 y, e! [
  60. //name:             GET_ADC           $ e, i, J3 Q. \9 @9 c; y  I
  61. //introduce:               单通道采集ADC的值       - z* }$ h1 l' l; Q' b6 b, q
  62. //parameter:        CH：ADC采集通道 + |2 H2 q' R" `/ P  I- [
  63. //return:           ADC采集值         " t8 Q+ j/ c- z2 d' v$ U% ?
  64. 0 G' C/ }# K# Y8 V
  65. //changetime:       2019.05.21                      3 A" X) d& N4 E4 u( x
  66. //******************************************************************************
    * n4 K+ {( M+ j9 ^  n
  67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)6 @3 E& U; w  a4 N
  68. {2 t# y) j0 E4 v' m
  69.         uint32_t adc_conv_var;5 Z6 W+ t% c* Z1 f
  70.         sConfig.Channel = CH;1 ?5 u9 |, q+ d6 c  V% n* o- k
  71.         sConfig.Rank = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;        // 设置通道! ^0 Q( U7 q$ d6 C
  72.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);+ z6 x& r7 \/ S/ A/ |4 x
  73. 6 |& O/ u- _# i* }/ F6 _
  74.         // 启动转换& m  S: W+ }+ ?- a9 o2 d0 t
  75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    ( Q+ F8 T+ ]7 e$ }, j! ?1 d
  76.         ! ]$ Y! j  z( A
  77.         // 等待转换结束. H6 {/ {' G' d) |
  78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    # d5 d0 u# s" _  T
  79.         ; Q- n/ E2 T4 ~6 y" V# y1 A
  80.         // 读取结果0 b) {6 q6 {8 v+ z6 `# I
  81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);$ h% L, \% r. P# Z4 {
  82.         8 k6 k0 d+ x- v& S# A1 Z9 o
  83.         // 清除通道& _5 b2 ~$ [+ H/ U9 U  I) @
  84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道2 i: w# l; w1 @& v9 F/ ~
  85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);  d, Q# j* s0 x6 V& i- T; l
  86.         
    8 W8 e& |7 }3 A8 u
  87.         return adc_conv_var;- G" h6 B, v3 E) P" S
  88. }' s. `- H8 D% D) D, G$ [& ^

  89. * W, ~5 J3 D- ?/ E5 D& C
  90. //******************************************************************************            + L( r0 N1 `- V% R* V$ f
  91. //name:             Get_Adc_Average         
    # A+ A3 g6 Q0 ]7 P. S% i/ v$ r
  92. //introduce:               多次采集求平均值      
    . H: C) E$ b, k% i
  93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    & U8 e3 r4 V3 f2 b* H) }8 C
  94. //return:           ADC采集值         
    6 {. i8 Z% c# G8 o, w' A

  95. - {% a' a" d& r5 i
  96. //changetime:       2019.05.21                      ! g2 P, X" q# A) Q* N
  97. //******************************************************************************
    0 {- L4 T7 I5 W0 G3 y- z: ]

  98.   r6 O% d  `! Z( U0 t1 Z
  99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)" B+ z' q. c- z
  100. {9 R" f% o3 e+ X1 L7 y
  101.         uint32_t temp_val[9]={0};! T# w6 S5 D' `8 }* g; K" N
  102.         uint8_t t,i;, P3 o9 g" }+ n& t: x8 v
  103.         for(t=0;t<times;t++)
    0 M  \& N% n- ]0 Z# Y0 e
  104.         {
    ( g2 J6 ~) q! l: j8 c
  105.                 for(i=0;i<9;i++)
    $ c: o5 D" D% [0 [! ~
  106.                 {
    ' |+ H& A5 i3 ~( _
  107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);2 v9 h) E9 D5 u( R. t4 |
  108.                  </i> HAL_Delay(5);! _% e7 S# u9 Q! v; J+ Y
  109.                 }
    4 F! _, o2 E2 D' J8 l! H
  110.                 1 c' q8 `; C% L2 A4 ]
  111.         }- R* i0 l8 w( q7 u; ^% O
  112.         
    1 X) o* i! x' L7 Y; k5 {& @
  113.         for(i=0;i<9;i++)
    - ^! L% A7 S# B  _
  114.                 {+ S" a; U0 S4 v! M9 E9 _
  115.                         adcx = temp_val/times;& u: I! @4 \; o* V
  116.                 }
    0 m5 o0 v! m; F* J3 D9 w
  117. 7 j/ y4 e* a. a: h5 @& f2 w4 g7 @
  118. }         
    3 G& c0 _, E0 G& m5 P& R; {
复制代码
$ u2 |7 o& p2 T6 H6 i7 O6 {
3、main中测试, y' D  [, ?" N/ T) [
  1. while(1)
    ! F, I3 R5 ?1 \& A& q
  2. {. H, v* Y8 |$ C9 k% Z' y& _
  3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
    : w. s  `6 f- ]" T% @
  4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
    2 E* t8 c, v' K# i
  5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);
    2 t2 v$ V0 K' m3 o; X9 V5 J- C& O
  6.                         
    / |1 ]0 q5 O. U3 l3 ]0 n
  7.         HAL_Delay(100);
    2 _) S( `' z* B  z1 H* U
  8. }
复制代码
7 T% R) `+ p, T6 A* O# E

! y( V4 Z% x1 G; c* j9 ^* y四、实验结果# L  ^$ _  p, _) O4 v& p* o' z: Q
! J7 M2 i* c0 G5 _% D* Y
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.
# p" [8 t7 I$ p试验成功! r$ O: J  P5 H* y( o

0 R6 V8 @: x; B. W3 n7 x2 M
9 L& x7 W' n" L! M! D. ?, o% J
, Z0 [7 B6 _! I2 g4 a
20190521162423578.png
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