内部温度传感器简介测量的温度位置

内部温度传感器集成在芯片中，测量的是芯片的温度。

如何测量对应位置的温度？
# a, ?1 i, K9 V" }0 N, Z

温度传感器与ADC1_CH16相连，另外ADC1_CH17是与内部参照电压VREF+相连，因此我们可以通过ADC1的第16路通道测量芯片温度实时对应的电压转换得来的数字量，也可以通过ADC1的第17路通道测量内部参照电压对应的数字量。

! s9 ^4 S& a$ _& B/ @) u0 n

# x# |/ I- Z- ?3 `, N* _8 {

我们知道STM32的ADC转换DATA是12Bits的，因此输入电压(小于3.3V大于0V)ADC转换为数字量的值为“大于0小于4096”。

我们由“T-V关系图”，“V的数字量”和“ADC量程”，可以得知“此时的温度”。

% R$ M+ f2 Z0 E$ J' a

内部传感器配置注意事项
1 E# T5 N- w) @& o
/ Q, j7 g# C& K# m% Y" ^

① 读取内部温度传感器数据的周期应大于17.1us；

② 内部温度传感器的温度测量误差约为1.5℃，因此内部温度传感器更适合于检测温度的变化，而不是测量绝对的温度。如果需要测量精确的温 度，应该使用一个外置的温度传感器。

内部温度传感器配置流程

/ M. D. F  Q8 W7 s0 [

所属函数位置	执行步骤
ADCx的初始化函数	使能相应总线上(APB1或者APB2)ADCx与GPIOx的外设时钟
	配置GPIOx口中ADCx对应的引脚为模拟输入模式(ADC外设对应的GPIO模式)
	将ADCx复位为缺省值(就是将ADCx的所有设过的属性全部重设为默认值)
	设置ADCx时钟分频
	将ADCx的校准寄存器恢复为默认值(此时应用对应的标志位来判断此步过程是否完成，如果完成再执行下一步)
	将ADCx的校准寄存器初始化，开始校准(此时应用对应的标志位来判断此步过程是否完成，如果完成再执行下一步)
	使能ADC1_CH16对应的内部温度传感器
	使能ADCx外设
ADCx_CHy通道数值读取函数	配置ADCx_CHy(ADCx对应的y通道)的转换序号与转换周期
	启动ADCx_CHy继续转换(此时应用对应标志位判断ADCx外设所有通道是否转换完成)
	读取ADCx_CHy通道的数字量的值
ADCx_CHy通道读取的数据的后期处理函数	对n次读取的数据进行取平均值处理
温度与电压数字量之间的转换函数	用温度与电压数字量之间的对应关系进行转换

内部温度传感器实验代码解析ADC初始化代码
: h7 T/ f$ j; M  D
8 E8 b/ W4 I! S3 Y7 s

1. 
   
2. void ADC_InitConfig()  
   1 ]' e, R" |8 \! C" w
3. {  
   
4.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
   
5.       
   5 y' z) ]3 P# k
6.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  
   
7.       
   ; D, g) a; v, a9 l) a
8.     ADC_DeInit(ADC1);  
   
9.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);  
   # ~3 X9 D* n. K1 H
10.       
    
11.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;  
    , v. {. V( D; C5 k
12.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;  
    3 x# n& n, O: k7 k# d  q4 {
13.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  
    
14.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  
    
15.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 定义规则通道的长度  
      V* o- z( n% u! `0 J* y( E
16.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  
    
17.     ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);  
    : A* P2 }# t  F+ X% ^
18.       
    
19.     ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器  
    
20.       
    
21.     ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1  
    
22.       
    
23.     ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
      [6 d5 V( g) G: X$ j0 e- l
24.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
    ; [, E& C& L/ c- F$ I# M; C
25.       
    
26.     ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
    
27.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  
    3 B  [) k7 W  O2 A
28.       
    
29.     delay_init();  
    
30. }  

复制代码

  m* \& d/ d$ X+ l. c7 `" R0 f) `

我们应该注意到：ADC1_CH16连接着内部温度传感器，不用初始化具体的GPIO口引脚，只需要将寄存器的相应位使能即可：

1 P; m# e) `4 G% k+ K1 w& f  q

我们有些同学在用如下“等待”代码的时候有些疑问：

1. 
   5 k% P5 f; Y7 Q# _4 f
2. ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
   * V/ u0 Z4 _4 s- I  C; ~- K
3. while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
   # M: o+ c" N7 `+ j4 ?# Z$ f0 H& s: C
4.   
     b! f& G7 f, @
5. ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
   
6. while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

复制代码

我们用while循环为ADC外设提供执行任务所需的等待时间，但是我们一对比如下while代码，就有点懵了：

1. 
   
2. ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
   & G! T# W- v  p7 l4 o
3.   
   3 c0 q1 X% P$ p# a3 [/ z: {' s! e( X
4. while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

复制代码

& }% @8 z1 h" Z1 _* m

在while循环中，应该“取非”？这个是个让人不解的问题。

我们此时应该看寄存器，看寄存器中位与状态的对应关系：

ADC1复位校准功能与ADC1执行校准功能分别对应“ADC控制寄存器 2(ADC_CR2)”对应的如下两个位：

% S" J: @- j& o& F9 I. s6 Z& x

" T, m8 I/ L4 d8 _$ @+ Z, M; {

我们看到上图，可以得到如下结论：

功能	状态	位标志
检验ADC校准功能复位状态(完成/进行中)	复位执行中	1(SET)
	复位完成(复位指令执行完毕)	0(RESET)
检验执行ADC校准功能的状态(完成/进行中)	正在开始执行ADC校准功能	1(SET)
	ADC校准功能执行完毕	0(RESET)

此外，ADC_SR状态寄存器中的标志位EOC位代表着“ADC转换工作是否结束”：

功能	状态	位标志
查看ADC转换是否结束	ADC转换结束	1(SET)
	ADC转换完成	0(RESET)

2 F0 H- i% `: n8 T1 |DC转换函数

% x4 _$ `3 T/ Y7 ?: T" F

1. 
   ! R  n; M+ F5 k. _* H5 z# j7 u
2. u16 ADC_GetValue()  
   2 o* V$ Z4 `( ~/ g$ B1 h
3. {     
   
4.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  //ADC1,ADC通道3,第一个转换,采样时间为239.5周期                     
   
5.    
   
6.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
   
7.       
   
8.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束  
   2 c% _4 o. a3 x1 v' A
9.       
   " Y9 o/ S! h- v! n* I
10.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);    //返回最近一次ADC1规则组的转换结果  
    ! f. s# i6 M; d! D* b' I( |! D
11. }

复制代码

注意：我们一定要在读取ADC通道转换值得函数中去执行：

1. ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
   2 v0 ]( y; [- G3 \- m
2.       
   
3. while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

复制代码

我们初始化时只想初始化ADCx设备的属性，而函数“ADC_SoftwareStartConvCmd”得功能是根据ADCx各个引脚的属性启动ADCx外设进行转换操作。显然，初始化时不应进行获取转换值得操作。

  I/ ?1 `0 {; w/ Y$ d- c* s5 J

多次读取取平均函数

1. 
   . c6 J! l' s% R- l4 r1 r
2. //获取通道ch的转换值  
   , t7 l! p, W( f/ h/ i* Y. j
3. //取times次,然后平均  
   2 _) M* ^! D1 L, ~# O; _
4. u16 T_Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)  
   
5. {  
   2 i# J5 _" h" q, O
6.     u32 temp_val=0;  
   
7.     u8 t;  
   0 b2 k$ d/ W( e8 C3 a/ b0 |) @, M
8.     for(t=0;t<times;t++)  
   3 X. m7 j2 q/ F7 X- j+ e; Y
9.     {  
   ( H% j$ }. g( _3 b) k7 J
10.         temp_val+=T_Get_Adc(ch);  
    # {2 A  H4 s% y. Q, v% W. g
11.         delay_ms(5);  
    2 {- d" y4 a' W1 {
12.     }  
      S; x9 Y: \# L8 y1 B' _
13.     return temp_val/times;  
    0 R! f% ~8 w2 t. u0 b) ]/ B
14. }

复制代码

4 Q( V) v) Q* I( H, _: I/ ]  j; c

0 U! W8 }+ V' G8 f  z" V( l) @ADC转换的数字量转换为所需温度的函数
  i( K7 F1 g, Q# H9 q' u6 c$ Y3 m+ Z& O
5 F) n9 a, g3 ?3 s/ b3 B: |

1. 
   : b& d( t* d! F) Z' {0 B, C" R
2. //得到温度值  
   3 G- G- F/ j4 S& I2 B. x/ v
3. //返回值:温度值(扩大了100倍,单位:℃.)  
   ) |, X( n2 M( H% U9 u. W
4. short Get_Temprate(void)    //获取内部温度传感器温度值  
     z7 R  h  L4 U* u5 ^* x/ e4 `8 j0 u
5. {  
   
6.     u32 adcx;  
   
7.     short result;  
   0 n2 G: y0 t) h# b& x, S
8.     double temperate;  
   
9.     adcx=T_Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20);  //读取通道16,20次取平均  
   , Y6 Q/ z: @9 j: R" U0 q( ]
10.     temperate=(float)adcx*(3.3/4096);       //电压值   
    
11.     temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25;   //转换为温度值      
    
12.     result=temperate*=100;                  //扩大100倍.  
    + `( o8 K# d# A1 n; X  B8 _% y
13.     return result;  
    7 }" [1 P0 o% `. d  o' q5 P
14. }
    

复制代码

总体代码示例TempSensor.c
. m4 G" ~! X+ ^. I8 ^% G3 D

1. 
   + R! `! O  ~" G& d4 C! V
2. #include "TempSensor.h"  
   
3. #include "stm32f10x.h"  
   
4. #include "delay.h"  
   " z; s% s! q- J5 H
5.   
   8 I5 Y( e4 F! r, W- j$ m# z" {
6. void ADC_InitConfig()  
   6 M; i- U6 r3 e4 ~$ o7 b
7. {  
   
8.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
   . h+ u" U- m- ^' X$ P7 T- O
9.       
   6 H& S- E; U# z5 @$ N8 a  n
10.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  
    + R1 l/ \3 y& |$ q; b% P
11.       
    
12.     ADC_DeInit(ADC1);  
    - g, d# W( E: l/ L
13.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);  
    
14.       
    
15.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;  
    
16.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;  
    
17.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  
    
18.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  
    7 c2 _' |  |' M4 g$ ~
19.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 定义规则通道的长度  
    
20.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  
    
21.     ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);  
    ; j# ], h6 N: M; Q% W8 i
22.       
    ( z4 O! K4 c% n8 s
23.     ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器  
    
24.       
      X, X* ]$ i4 F9 L/ G; U" A; ^
25.     ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1  
    , R1 _2 f2 U- _) }, X7 j: [
26.       
    
27.     ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
    
28.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
    
29.       
    + N, e" a0 W  U) a
30.     ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
    
31.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  
    
32.       
    0 w' u% b) S( ~) X# C7 B
33.     delay_init();  
    
34. }  
    5 V% A! o9 b& c; O) |+ j- z6 m' B
35.   
    
36. u16 ADC_GetValue()  
    , j% u: h& R$ J# y, w2 U; `
37. {     
    % d" a, A4 @2 z  ?/ U
38.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  //ADC1,ADC通道3,第一个转换,采样时间为239.5周期                     
    
39.    
    
40.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
    
41.       
    . z' ]9 C2 m8 h  d
42.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束  
    + z- N8 ^' u& e* A3 G# }
43.       
    1 Y% T; d. f, }. t0 a( A% R
44.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);    //返回最近一次ADC1规则组的转换结果  
    5 r4 ^* X2 [: e# @1 \. D
45. }  
    
46.   
    ; p1 ]7 c% l. [0 L" _) }
47. u16 ADC_GetAverageValue()  
    
48. {  
    / s# I8 d7 b9 w, ^7 l: k6 Y
49.     u8 i = 0;  
    
50.     u16 temp = 0;  
    7 ~( C3 q) q( }/ H6 n
51.       
    ! g! v: M& m* R4 A% Z% f+ \; ?) Q
52.     for(;i<5;i++)  
    0 {# P- ^- }5 M& t9 I" x
53.     {  
    * K: `& S0 z0 l; P( w% W
54.         temp += ADC_GetValue();  
    2 {+ Q" O1 a4 ~+ A+ T; K6 c% v% a
55.         delay_ms(5);  
    
56.     }  
    
57.     return temp/5;  
    7 m0 s  W. x# L3 a0 r/ s4 P: ~  J
58. }  
    : V! g0 K  J- g) I- x$ o* d$ u
59.   
    
60. u16 DigitalValueConversion()  
    
61. {  
    0 c5 T/ f5 j4 L. C
62.     float temp = ADC_GetAverageValue();  
    
63.     return ((1.43-3.3*(temp/4096))/0.043+25)*100;  
    
64. }

复制代码

% b* \, K) M" L' n! L

( m4 m5 U! Z/ sTempSensor.h

7 P- y+ C" b8 V0 A

1. 
   
2. #ifndef _TEMPSENSOR_H  
   # a: Y0 u- I- `9 G
3. #define _TEMPSENSOR_H  
   ' Z, ?8 {2 V' t. z2 P
4.   
   ) r9 ?$ c; b9 ~2 v& w9 ^
5. #include "sys.h"  
   
6.   
   
7. void ADC_InitConfig();  
   ) B( z( |& f4 {
8. u16 ADC_GetValue();  
   
9. u16 ADC_GetAverageValue();  
   , |, z2 x4 n6 |3 i6 \$ Z+ s
10. u16 DigitalValueConversion();  
    
11.   
    9 z- q" J2 _. f- n" M* j# b% g5 I
12. #endif

复制代码

5 ]; X) A7 _+ s% p+ Y* ~Main.c

: X: W* z6 w& e* w1 d

1. #include "TempSensor.h"  
   9 z2 u" Y9 i8 Z' R: O9 y
2. #include "stm32f10x.h"  
   9 U- w# ?( g# b+ P" [2 a+ d7 h
3. #include "usart.h"  
   
4. #include "delay.h"  
   * b, X" G) o5 ^) \& G9 L, V
5. #include "lcd.h"  
   ' @2 v1 X; \0 f. W4 c( ~* J
6.   
   : y2 l# D9 c  I2 d
7. int main()  
   
8. {  
   - V  s8 [8 r; `, d
9.     u16 temp = 0;  
   9 I2 s& n" ?! {4 n* o' q
10.       
    1 j% W; V' T- O% y  [
11.     ADC_InitConfig();  
    
12.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  
    + k1 s4 `7 E5 H* t1 `1 T% F
13.     uart_init(115200);  
    
14.     delay_init();  
    5 a5 S3 @" V1 X7 N/ C2 T
15.     LCD_Init();  
    
16.     LCD_Clear(BLUE);  
    
17.       
    # x4 X8 a- t+ k
18.     temp = DigitalValueConversion();  
    
19.       
    
20.     POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色   
    
21.     LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");      
    7 c. j1 z; W; K/ i7 ^) Q: U' j& ]
22.     LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"Temperature TEST");   
    
23.     LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");  
    ; C2 |) H4 a7 o2 {! F4 W
24.     LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/14");  
    
25.     LCD_ShowString(30,140,200,16,16,"TEMPERATE: 00.00C");  
    
26.       
    ) B. p! e& l" v7 v% ]2 _9 t4 l
27.     while(1)  
    
28.     {  
    
29.         temp = DigitalValueConversion();  
    
30.         LCD_ShowNum(30+11*8,140,temp/100,2,16);  
    
31.         LCD_ShowNum(30+14*8,140,temp%100,2,16);  
    
32.         delay_ms(150);  
    $ ]) r' Z7 ^) I  }7 K
33.     }  
      ~9 d, \0 J4 g+ w1 d
34. }

复制代码

0 w( T$ I) I$ F6 G, \程序运行结果

/ J) E/ Y+ S) u3 r. {/ g) m9 y
* U1 ]- }! l2 G5 Y' F* Z( r8 ?* a
2 [  L7 T1 m9 C8 @" Q

温度检测非常重要