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？
; w7 U, Q( \5 d5 J

* H1 J( s4 K+ V' P& \" N4 j2 i2 \+ X

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。

2 W+ J8 x. j* U7 K. U

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”。

2 \( E7 O- C7 C9 e0 T4 s. o; `8 B7 h

内部传感器配置注意事项

4 h* k9 J6 P/ s' R% n, `

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。

% n7 |- G2 H7 [+ z3 p. Z4 `9 ~

- @- q0 @, i+ v* `

内部温度传感器配置流程
; a: [: o: _5 @# I2 _$ R4 O
9 J' G! O: S/ x1 a% p

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

1 \) G. V& Y; z6 u& e2 P

1. 
   6 X* d2 U: M+ ~3 n' I# G5 v: \' f
2. void ADC_InitConfig()  
   7 d; h1 }4 @5 G* Y7 Z$ m, t
3. {  
   $ B8 F; r& P6 F( ~, o- z
4.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
   
5.       
   
6.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  
   ) {$ j$ h) z& ^5 W4 }1 O' {0 h' l
7.       
   
8.     ADC_DeInit(ADC1);  
   
9.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);  
   $ A6 B, r" @* O  o9 ]' v4 y6 Y
10.       
    3 {; g) A- z$ B4 }
11.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;  
      i4 j( |9 D/ r) I! S) C8 w
12.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;  
    0 \1 ^4 _' r) Z: Q% @8 g9 r8 ]
13.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  
    
14.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  
    7 ~2 d# m. k9 F7 j$ i
15.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 定义规则通道的长度  
    ; N' r; I. ?& {) {1 b5 b2 Z+ o
16.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  
    
17.     ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);  
    * l, j7 {+ H; I2 _" C# ~# y8 Q
18.       
    1 @7 t& K! L3 Z. e) Y/ D
19.     ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器  
    
20.       
    
21.     ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1  
    $ u2 b& Y+ @# z: n2 ]! V) z
22.       
    
23.     ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
    3 P6 V" q% C, [$ ^7 ?6 L8 F$ b+ ]
24.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
    3 y3 s: x! h7 K7 ^0 J! q% [. |
25.       
    ( s% ~- `2 c0 T' N. f+ _; @- h* b
26.     ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
    
27.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  
    
28.       
    
29.     delay_init();  
    
30. }  

复制代码

( ^5 @4 Q, Q" I/ v

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：

/ S9 r4 }% h6 f4 W: v. w( B/ A$ q

我们有些同学在用如下“等待”代码的时候有些疑问：

1. 
   
2. ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
   
3. while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
   9 j0 U6 g- V$ e+ E( K. G/ s
4.   
   
5. ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
   
6. while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

复制代码

/ |% h* }$ X' t$ n2 R3 y- c/ s

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：

: R! X. X( B; l) [; U2 X1 r

1. 
   
2. ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
   ! F0 m0 E$ A5 S
3.   
   
4. while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

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  S+ z' N+ C0 ^: D

. t3 X- j9 v# ^! Q: m( n- Z$ j

( F, v" A4 [% D3 a  _

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：

5 ^" o& x5 _9 {% J# w

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)

DC转换函数
( N+ g. u$ v0 J

1. 
   
2. u16 ADC_GetValue()  
   
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                     
   3 a5 V5 m0 \( |: B/ W& ]5 {& s
5.    
   . ]7 H5 P% J: t$ \/ t* E
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  
   
9.       
   
10.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);    //返回最近一次ADC1规则组的转换结果  
    / G1 F: m6 Z9 u; U+ e( \% H
11. }

复制代码

4 [- d( n& l9 Z

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.       
   
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。

1 V" r2 }& _+ J6 J0 A% R

9 d( a; I* }7 y1 n0 W

多次读取取平均函数

1. 
   
2. //获取通道ch的转换值  
   
3. //取times次,然后平均  
   
4. u16 T_Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)  
   2 {" I( e, w: }4 a. r6 N; j) l
5. {  
   
6.     u32 temp_val=0;  
   " f: |1 `. H" F8 g# h
7.     u8 t;  
   
8.     for(t=0;t<times;t++)  
   
9.     {  
   
10.         temp_val+=T_Get_Adc(ch);  
    : K, M" e/ `+ G+ m! v- }
11.         delay_ms(5);  
    
12.     }  
    / L' C- f, @) M0 \( O: ~" a
13.     return temp_val/times;  
    
14. }

复制代码

ADC转换的数字量转换为所需温度的函数
3 h# B% x4 R# \+ m+ S/ i2 O

$ H- ]* n3 J1 }% W, |7 l6 k

1. 
   
2. //得到温度值  
   
3. //返回值:温度值(扩大了100倍,单位:℃.)  
   
4. short Get_Temprate(void)    //获取内部温度传感器温度值  
   : p+ J  X& X& I( ]- [" P3 X+ `; Q
5. {  
   
6.     u32 adcx;  
   
7.     short result;  
   1 J! X: o4 p# B  y
8.     double temperate;  
   & X1 F' n9 E% s& R
9.     adcx=T_Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20);  //读取通道16,20次取平均  
   
10.     temperate=(float)adcx*(3.3/4096);       //电压值   
    # v& c9 T+ }( H8 [4 k6 v2 ^9 l, c
11.     temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25;   //转换为温度值      
    
12.     result=temperate*=100;                  //扩大100倍.  
    
13.     return result;  
    $ D) X% d' P# f* F5 ~) I: {' H
14. }
    

复制代码

$ M" s- h/ G" \/ m9 W9 T0 G  k. J
/ B, n$ r$ S8 Q$ d总体代码示例TempSensor.c

& s7 e+ b/ k& v' t

1. 
   
2. #include "TempSensor.h"  
   1 c, h8 K$ b! R- S
3. #include "stm32f10x.h"  
   % Y* }' D2 X0 n- v% \$ ?' P
4. #include "delay.h"  
   
5.   
   
6. void ADC_InitConfig()  
   , b6 [9 K1 N7 A9 j' V( q% x4 a
7. {  
   ) j7 s- G5 `. t% O* a! e
8.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
   , ^: ?& U! y0 }8 M3 @* ?( g9 c! p
9.       
   7 W5 R, W& n) b8 M6 T8 w( `3 C" I
10.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  
    & s4 X9 x: H* H1 z8 M1 f
11.       
    
12.     ADC_DeInit(ADC1);  
    7 m, m; T2 A5 v4 O- q! l/ m8 E
13.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);  
    9 g! s$ _- t, b1 R
14.       
    
15.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;  
    
16.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;  
    
17.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  
    8 C& t& t  q1 k1 w$ j9 a2 ^6 {
18.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  
    
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);  
    
22.       
    $ j- T" S5 J: `* \5 O
23.     ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器  
    
24.       
    ! a& m9 Y# ^5 K- ]7 J* p
25.     ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1  
    
26.       
    
27.     ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
    
28.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
    5 v8 f& ^8 C9 _& j; l- j" [
29.       
    
30.     ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
    
31.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  
    
32.       
    4 b0 |6 s) [) {) G$ U, |# s
33.     delay_init();  
    
34. }  
    
35.   
    ( y7 C" e9 m( w
36. u16 ADC_GetValue()  
    
37. {     
    ' N9 r1 P  o/ K0 e$ j' c2 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.    
    " M/ w  a8 [) q+ R$ h  e$ x
40.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
    . d& l  {% c" [# ~. n; E# `" c
41.       
    ; m0 A! P& y1 G  _. u; n6 e
42.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束  
    ; I( v) T' l$ A. _0 h
43.       
    " |+ u/ \% c% h6 a
44.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);    //返回最近一次ADC1规则组的转换结果  
    
45. }  
    . l# u5 l4 }1 w% G1 O
46.   
    * C! n8 W9 b$ M/ P
47. u16 ADC_GetAverageValue()  
    8 i: G+ e2 J% W) r$ S# J' g
48. {  
    
49.     u8 i = 0;  
    7 }; y* ]0 Q4 r! ?% s
50.     u16 temp = 0;  
    
51.       
    
52.     for(;i<5;i++)  
    
53.     {  
    
54.         temp += ADC_GetValue();  
    
55.         delay_ms(5);  
      _3 g5 X3 ?5 F9 Y& o
56.     }  
    
57.     return temp/5;  
    
58. }  
    & @5 D- l9 }. e
59.   
      |% i+ h# O0 k# C1 n+ V
60. u16 DigitalValueConversion()  
    - t1 N( N( R9 N: V8 a! b, y+ p
61. {  
    
62.     float temp = ADC_GetAverageValue();  
    / U3 e& @5 u4 A# h* K
63.     return ((1.43-3.3*(temp/4096))/0.043+25)*100;  
    , i- Y( X7 A) I8 \! V4 f
64. }

复制代码

TempSensor.h

4 d$ O3 s# b) |9 r% x

1. 
   
2. #ifndef _TEMPSENSOR_H  
   
3. #define _TEMPSENSOR_H  
   
4.   
   3 k, E& P# C  z& S+ u! Q
5. #include "sys.h"  
   # [) f9 Z9 d" z+ Q% n* e
6.   
   
7. void ADC_InitConfig();  
   
8. u16 ADC_GetValue();  
   
9. u16 ADC_GetAverageValue();  
   
10. u16 DigitalValueConversion();  
    $ q8 Q+ r. T- o' g
11.   
    5 s/ n3 T5 [" v2 W
12. #endif

复制代码

; ]8 V  `# P& a3 f2 u1 |9 ]+ V

8 M8 W( Y" b3 v9 I# [+ `Main.c

% z, o; a. ]- J  z7 @- R" C  w

1. #include "TempSensor.h"  
   
2. #include "stm32f10x.h"  
   
3. #include "usart.h"  
   1 r6 J: W$ H- F
4. #include "delay.h"  
   
5. #include "lcd.h"  
   
6.   
   
7. int main()  
   
8. {  
   ; k8 G. S1 e  l8 P
9.     u16 temp = 0;  
   8 \. p; E- \1 N
10.       
    
11.     ADC_InitConfig();  
    4 s) P( P1 n$ _  H4 x3 u
12.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  
    
13.     uart_init(115200);  
    # Q1 L' K; ?3 N1 ]
14.     delay_init();  
    ' E& [2 v) R2 S/ D  {5 B; W7 b
15.     LCD_Init();  
    . Q; V. {' v0 k5 t( y! K
16.     LCD_Clear(BLUE);  
    
17.       
    
18.     temp = DigitalValueConversion();  
    % z  o% p7 Q, T  g# [4 V' Y6 c
19.       
    " I! b/ ]! e! M+ {4 |& c: F0 ^4 @
20.     POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色   
    ( I  _! E2 A" k" k+ m: w" Z
21.     LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");      
    4 ^8 I$ j, K  ?7 ?0 ^
22.     LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"Temperature TEST");   
    
23.     LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");  
    
24.     LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/14");  
    3 D, `% _" V! i, x% s' O7 w' H# q
25.     LCD_ShowString(30,140,200,16,16,"TEMPERATE: 00.00C");  
    
26.       
    : Z9 q' @7 z; C1 X0 l
27.     while(1)  
    
28.     {  
    9 j' M9 O8 i/ L2 ]9 H9 G
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);  
    
33.     }  
    
34. }

复制代码

程序运行结果
2 z; m% n2 l5 H$ G1 C1 f$ c
$ s; C1 i  F# a* c1 B, g" m
$ K. ?" h9 f; |* u/ r: s! k

& c' N4 u) V  ^0 _4 l! u5 ^3 l$ T

温度检测非常重要