STM32L0开发系列——01 ADC采集
前言
使用芯片：STM32L051C8T6
软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
  }4 w" [7 d/ n' s库函数：HAL

; x# G, U+ T' I+ K9 m+ `: j: ?一、原理图
, O+ a( f: y+ j3 U本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。

* g) I  k& l5 x, o
二、ADC通道与引脚对应关系
, @. g4 Y% t1 I  R7 k2 p

9 n' H$ g% q9 Z* S* d- k1 d# H; j三、ADC相关
1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
" H3 e! F, I& a! ?! P2、 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
( _2 O# a* x% U1 R# i! x- O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。

四、实验步骤
1、系统时钟配置

1. //******************************************************************************            
   / R& K- Y! j# [5 \
2. //name:             SystemClock_Config           
   
3. //introduce:               系统时钟配置        
   
4. //parameter:        none  
   
5. //return:           none         
   5 J( z% G6 h! i# j- t# C1 y
6. 
   
7. //changetime:       2019.05.21                     
   
8. //******************************************************************************
   
9. void SystemClock_Config(void)
   
10. {
    
11. 
    
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    $ e4 X" ^5 F6 H& u: B) `6 b5 u; d
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    # X) d% g; c3 x+ Q
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    
15. 
    
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    9 |2 X2 l; R% g2 {, C
17. 
    3 L+ O7 g$ k9 i7 Q5 Z7 e" R& o1 U
18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    , O  V: B$ J3 {( f4 R& g9 t% y
19. 
    
20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    
21. 
    5 b! G# J* t- V
22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    
23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源
    ) X& |& g+ T# u
24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    
25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    . _2 c* Z, r; D5 Z" f2 H1 M
26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    0 a1 ]1 w% {: [3 m( B# x/ L8 y' [, o
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    0 ~9 E/ G7 l, I- t- s
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    2 Y# t+ Z9 c/ t$ I
29. 
    
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;
    9 A% n2 u0 t) ?' t+ x' \  I) b* v  F
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    / ?7 n! K  H- x) F. J: c
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    4 x3 l7 E: i! X3 W/ G
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    % Q1 u) c/ \3 K9 J: c. ~
37. 
    
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    ! T. i1 n; A" ?. j) s! o/ m6 w
41. 
    
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    
43. 
    
44. }

复制代码

8 h1 D+ r0 O, K" G4 W' @注意：一开始程序中没有配置HSI时钟，采集不到电压
! p7 L: m) J# Z. L4 j
2、ADC文件
! m3 S3 T+ p3 O1 c2 F4 U

1. #include "main.h"
   $ ], @( U2 }. K0 b; _) ?4 P
2. 
   
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   , [) r+ X8 o2 ~& d! m- _4 f+ E
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   * L! u1 t4 [+ A+ l8 a% j! f
6. 
   
7. 
   
8. //******************************************************************************            
   
9. //name:             ADC_Init           
   ) B$ d; P; i, o0 v) N+ {$ c2 E
10. //introduce:               ADC初始化      
    
11. //parameter:        none  
    
12. //return:           none         
    
13. 
    0 g  k* T" V" g2 t  H
14. //changetime:       2019.05.21                     
    ' Q$ d- p. Y4 h9 N0 v9 F
15. //******************************************************************************
    : d2 |( c. r9 `' C/ U
16. void ADC_Init(void)
    
17. {
    # O2 N/ {5 h5 b
18.         uint32_t Calibration=0;
    
19.         
    
20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    8 ^+ s) b1 S5 h* X
21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    " P+ S, t( j7 z  H/ l8 H  u8 o. p
22.         
    
23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    . ]' q& O) ?; [+ Z
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    # v3 r! H6 S/ b* @% Q- z. a' p
27.         
    
28.         hadc.Instance = ADC1;
    
29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    
30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    - t0 l' }( Q. I- X+ S) E8 }  ^
31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    
32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
    
33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;
    6 a8 E- d$ H0 ^' j- e
34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    
35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    3 S( [2 }7 G, `6 |3 v# v
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    $ R2 v) R) t4 e# A1 ^* u/ u
37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    3 v9 l- j+ f! Z
38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    1 D$ n) c. s0 l& V
40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    8 o* W4 O( v% P* r. P/ J! H1 {  z8 @
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    : ?% @8 F) u" \" T
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    % [2 a5 i4 a0 X* F
45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    % V7 V2 s" D& |/ ?
46.         
    
47.         //启动ADC校验功能
    2 d: i% N5 h! t6 Y, p% ~& G
48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
    
49.         //获取校验值
    
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    9 y) I  W# y4 h) J6 }1 u3 M
51.         
    8 e% D2 w$ Y" ?: E& [
52.         // 清除之前通道
    
53.         sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_2|ADC_CHANNEL_3;
    
54.           sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道属性
    
55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    ) x  K  i) S( d/ R  E4 ]' m
56. 
    # h; ~! X* ]: T
57. }
    
58. 
    . U( M- g( m4 L
59. //******************************************************************************            
    
60. //name:             GET_ADC           
    ) J" j% F! J$ s  X
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    8 |3 j" f# h' o" H9 [7 j+ t: W8 I& Q" q% _
62. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
63. //return:           ADC采集值         
    & I( i4 u1 w, s$ e6 E" N
64. 
    . \1 C- O: `+ I/ z. s2 z/ W
65. //changetime:       2019.05.21                     
    
66. //******************************************************************************
    
67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)
    4 B$ f5 d4 t% t) Q4 B# E
68. {
    
69.         uint32_t adc_conv_var;
    6 m) {5 s' ?9 ]4 [
70.         sConfig.Channel = CH;
    
71.         sConfig.Rank = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;        // 设置通道
    ) A* q  J$ [$ B8 d* s; M
72.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    4 K, t" f; K6 M# r1 ~7 x
73. 
    
74.         // 启动转换
    8 p9 ]4 c1 m7 c9 e
75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    
76.         
    
77.         // 等待转换结束
    
78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    
79.         
    % L) F4 t5 x, E! _) k7 a, Z
80.         // 读取结果
    5 T5 l% i+ W0 G. N
81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    . g0 b* B* G/ P7 W7 S+ y( ^% g
82.         
    8 P6 f8 x  J' b) L# v; C
83.         // 清除通道
    , a  _+ n7 J$ s7 X5 h) U& g5 p7 F
84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    / T( L( T% E8 H
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    ) q. @5 J1 s& t  g
86.         
    
87.         return adc_conv_var;
    / v7 m" E1 G* g
88. }
    
89. 
    
90. //******************************************************************************            
    
91. //name:             Get_Adc_Average         
    ! ?, R! }4 X! t6 J
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    . U7 H6 z! m1 g/ R* }) D
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
94. //return:           ADC采集值         
    
95. 
    * J* j$ B0 a; Y: g' h; W. {
96. //changetime:       2019.05.21                     
    / B4 U) c0 i5 g* c" ^
97. //******************************************************************************
    7 U7 H: Z+ V) _6 x3 e
98. 
    
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    
100. {
     - `( g$ Y4 X" j7 _# I- {8 v8 ^
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     
102.         uint8_t t,i;
     4 U) W1 K& h7 a$ {& U* o1 D' ~) K* R
103.         for(t=0;t<times;t++)
     
104.         {
     
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     
106.                 {
     1 x6 d+ S, }) ]) O9 T( p) H: s6 k
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     : D! h' V! h, S& T" W: f9 _
109.                 }
     6 V) s! a4 T" G, \' p6 A: q
110.                
     2 r5 W* W) \5 s6 r, z
111.         }
     ) Q+ R, S6 |+ a/ a  L4 T' J8 T
112.         
     
113.         for(i=0;i<9;i++)
     . _3 b" D9 w$ I" g
114.                 {
     
115.                         adcx = temp_val/times;
     7 k8 c1 c7 K* y( J
116.                 }
     $ S! W( ?4 v# x+ x. K% A" w3 {
117. 
     , i3 B6 S! p5 U; Z. Q
118. }         
     " s6 M0 F) |! @3 H8 |: n3 {* L

复制代码

" p) p/ B# N6 N- o# v; M7 b3、main中测试
. L6 Y; A5 N6 S

1. while(1)
   4 i& V- W' p. N* U2 \( `7 P; R: g
2. {
   7 S* m  d6 P* @  y3 F/ R! s
3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
   ) T& G5 u! B, R+ ]: T
4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
   ; q9 d# c% F& L* U0 i7 @. u7 F
5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);
   : [5 V% J2 f5 ?; c. w9 u) O
6.                         
   
7.         HAL_Delay(100);
   1 F# M" Z2 _  l4 J
8. }

复制代码

4 u' p  z9 g. v3 ]) S
四、实验结果
/ Z0 F1 Z. |) A3 o
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.
试验成功