STM32L0开发系列——01 ADC采集
, a/ R  V' u+ e8 Q前言
) b3 M. E! j/ y' p" N$ [9 R使用芯片：STM32L051C8T6
: l5 D- `7 A3 ^/ z% A( c: C; a软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
6 V; C) @7 e8 b( J# H5 y% o库函数：HAL
: r# ]) t# N; M1 O. C
一、原理图
' m( W/ C4 R2 F  S4 S* q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 R" r' D1 {+ S0 y8 {/ D9 U5 ?

二、ADC通道与引脚对应关系

9 ?* Z+ q5 X5 c! @+ \

; c1 r* U& E: `2 S5 c% ?- o
. _: D- Z- |' c+ [. k9 N三、ADC相关
( r  i7 f( ]( {+ a( h: C1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
, h8 Z4 N- w) H9 t0 p5 ?! y3 @0 `2、 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
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。
% g" H9 N6 P: I3 l) w  d
4 I4 [8 r2 ^2 a4 h; D3 c四、实验步骤
1、系统时钟配置

1. //******************************************************************************            
   8 e% c; `' j6 W4 L. h) l; A; _
2. //name:             SystemClock_Config           
   2 B+ m# t9 P; [8 R
3. //introduce:               系统时钟配置        
   
4. //parameter:        none  
   
5. //return:           none         
   
6. 
   8 h9 ?8 X5 [; L$ C$ f
7. //changetime:       2019.05.21                     
   
8. //******************************************************************************
   
9. void SystemClock_Config(void)
   
10. {
    2 s9 }8 T9 |% U- z' H
11. 
    
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    % U% J- ?8 B6 H* p- A
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    - d8 c+ h( l8 }) \
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    1 i8 B: \; l* b8 Y6 [4 \
15. 
    % l4 O$ ?& ~( ]& K3 O2 T
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    
17. 
    
18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    0 f, E7 q5 _( B0 C% w
19. 
    5 H9 k! }/ j; F# I# y
20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    6 K8 j/ _: }: }
21. 
    
22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    3 s$ f- W0 x5 a1 [0 Q3 S/ I; b, V
23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源
    . \" t# D# N+ T6 v9 o
24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    8 c. B- ^% l0 ]: g: M. F8 D. K
25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    / p9 ]( s$ X9 q; p3 y; x
26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    / G& X7 ?( x. e9 ]* e
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    
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;
    6 f+ R0 i6 ^6 e, q
33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    1 Y& E* ~3 X3 {2 @: a/ b9 ~/ ~
37. 
    ' e) D0 c5 Y! j
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    7 R* o, X2 ~9 y9 T, C
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    9 @2 {) s% B( R  |" Z
41. 
    
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    $ t* [0 b2 \2 y& ~% V$ c
43. 
    
44. }

复制代码

注意：一开始程序中没有配置HSI时钟，采集不到电压
9 K* T- Y! M6 ~9 m: T
9 ~3 r3 I9 |( x2、ADC文件

% C* L* l2 d& {

1. #include "main.h"
   
2. 
     q7 d2 Y' V5 }# o' [) Q
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   : F: F8 S5 Q. b" u& h
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   
6. 
   
7. 
   1 L5 q4 h2 K6 j
8. //******************************************************************************            
   
9. //name:             ADC_Init           
   
10. //introduce:               ADC初始化      
    " V8 f6 C; Z' @( P& o. j+ |2 {, \4 P3 E
11. //parameter:        none  
    
12. //return:           none         
    
13. 
    
14. //changetime:       2019.05.21                     
    ; I' j  P4 t' Y$ W4 L' p* I
15. //******************************************************************************
    6 r3 N/ p2 B! k' u; Z1 f; W" j' c
16. void ADC_Init(void)
    ' p2 T% `% @: ^
17. {
    
18.         uint32_t Calibration=0;
    & j* X4 F3 X! K/ a" I5 ^' Q9 F
19.         
    " a8 y6 ?2 q% w3 x5 l; \- M& y
20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    ! E9 _, B3 p/ }5 B4 S
21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    7 }8 s, ~6 Q- l# r) {' z" s) H
22.         
    
23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    5 `8 ~7 H( v3 A( [) k1 L
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    3 l. f( V. F- {! o) f
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    2 _+ o/ s2 m* x  J9 |0 ]+ j7 |5 v
26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    7 y7 I4 k7 v3 f' p$ D- [3 E
27.         
    
28.         hadc.Instance = ADC1;
    9 q2 \  m6 t) ~/ Z6 j
29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    
30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    
31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    
32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
      l8 R# \4 V% f/ u5 s6 h& \% J
33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;
    " V+ J3 b. N3 w* w3 W
34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    : ]  v* @' i2 E7 h0 q- \# G: ~
35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    7 S: A7 L  R; P: F0 Y8 {
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    4 H$ W1 B- h4 E
37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    3 T" \% R/ o' x* i$ v. L$ ~
38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    
40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    & ~9 \; U, W/ B+ m: _
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    5 ~* R- M- I4 P  @! u
45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    6 T2 ~" S& ~* @. r
46.         
    
47.         //启动ADC校验功能
    6 F- s! v- O' G7 M# M" F$ A# n
48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
    3 s# p. p, F5 A4 e1 U) `
49.         //获取校验值
    
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
51.         
    0 @* ^! i5 J' B5 G& d
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
    $ t% x0 j4 |2 P* t5 v' Z
55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
56. 
      B% g) M  Q4 I) b  n8 F! T& P
57. }
    , P  d& K1 Z+ [9 d& c
58. 
      L1 D: V7 M5 [
59. //******************************************************************************            
    
60. //name:             GET_ADC           
    
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    8 s$ K  K+ I, F# X- \
62. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
63. //return:           ADC采集值         
      k3 e0 n7 V) L+ y0 a
64. 
    ; [& }3 n5 `- H4 j3 U2 }% q
65. //changetime:       2019.05.21                     
    
66. //******************************************************************************
    
67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)
    
68. {
    : K1 `2 h! M& N% h- ]
69.         uint32_t adc_conv_var;
    
70.         sConfig.Channel = CH;
    
71.         sConfig.Rank = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;        // 设置通道
    
72.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
73. 
    
74.         // 启动转换
    9 O  X" x/ O+ I! b2 F- G
75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    
76.         
    5 V! {' s0 _3 _% Y. O- ~$ `. s
77.         // 等待转换结束
    
78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    
79.         
    $ E4 b' {# p9 T7 ?
80.         // 读取结果
    
81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    . A! i: m7 u& ^+ w1 p2 g9 ?; B. \
82.         
    
83.         // 清除通道
    / ]/ u( d* W! D$ x& G+ ^% X7 j
84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    7 L" P$ u# H( X$ d
86.         
    . F7 r) b! w5 C
87.         return adc_conv_var;
    
88. }
    & ]' B) _  V0 U9 K* u
89. 
    # d% y6 b7 G$ @1 a! [9 v5 W/ I3 n
90. //******************************************************************************            
    ( J, ~3 H. D! f( M. C
91. //name:             Get_Adc_Average         
    
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
94. //return:           ADC采集值         
    0 \5 B! {2 c4 [0 I1 Z
95. 
    : g! |: A) u: A8 B
96. //changetime:       2019.05.21                     
    ' A/ u. a' q7 l. P/ t9 L) ^8 ~$ O+ {
97. //******************************************************************************
    
98. 
    2 S5 j/ E: D% p) V' t
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    $ W5 |7 M4 {0 l, A' W  }, B
100. {
     1 V2 A+ C- e5 \: P, P* c
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     
102.         uint8_t t,i;
     
103.         for(t=0;t<times;t++)
     
104.         {
     
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     
106.                 {
     3 R" o0 ?0 i& }9 E) w* ^7 b
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     * U4 S6 _! C4 S0 @
109.                 }
     
110.                
     
111.         }
     
112.         
     
113.         for(i=0;i<9;i++)
     9 W+ k8 w8 q- B: t8 V- J
114.                 {
     * w7 N7 d3 ]; O# X0 v  ]
115.                         adcx = temp_val/times;
     / B4 t0 a; n( ]3 c- B8 i! b
116.                 }
       G: D2 d5 h- ~7 j' E* k
117. 
     : w1 ?  Z6 F! C# b
118. }         
     1 k0 t, I  y: L* Z& B- |; i! a" j

复制代码

4 C' C3 k5 z! [- _# O0 `1 J3、main中测试
: I# U, m0 p9 A! ~: Y

1. while(1)
   
2. {
   
3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
   # [. s" r9 ?) m) i
4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
   0 u, m5 C+ ?2 x% C  ~& G
5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);
   
6.                         
   ' g1 y8 ?: N6 G" O
7.         HAL_Delay(100);
   
8. }

复制代码

: v. N& P4 J0 S% B
四、实验结果
, s& `0 G+ C7 e3 V
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.
3 c+ m/ `; E. F' }" G试验成功
3 G4 T6 A; X+ Z- c, c# F2 I4 q& X$ @
( T* {; @" @2 C* Z# {+ k
/ T4 n; O3 d3 Y+ P* T2 K4 B
$ C$ }  W2 l) j