STM32L0开发系列——01 ADC采集
( P. \8 R/ e% ?' z& S1 C; F前言
使用芯片：STM32L051C8T6
+ z, t% d/ V! U" Y9 i, s软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
. M& n! |; |* e! u; p" [( @库函数：HAL
8 i' e- p! s6 D; v/ h2 v
一、原理图
本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。
; n- s1 n. r- B! h: m
7 r) I( b8 e, ~$ e4 X

* C8 V) c) x8 @+ u, X) p$ x9 k; `2 A
+ W# V* D8 z/ l- [- V7 C二、ADC通道与引脚对应关系

' l- B( G, I! C8 i% N! a

) a; A' ^6 Z) k. ^) V, M
5 G1 @/ {7 C* _- z三、ADC相关
: q  O+ R$ T9 I; m9 u! N" j1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
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
' a6 X  S' _$ m0 H% o8 [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。
8 U' `& \* J/ _# ~  |9 j
1 u. P) t/ r- f9 `- x四、实验步骤
1、系统时钟配置
: e4 X# y" p) j3 Y& \) s0 ]
8 a$ Q* q! L5 e3 I7 L! `7 A

1. //******************************************************************************            
   
2. //name:             SystemClock_Config           
   
3. //introduce:               系统时钟配置        
   8 Y2 O$ f2 f% A5 F. A8 g  p! V
4. //parameter:        none  
   
5. //return:           none         
   0 a! o5 k6 H6 n8 J
6. 
   
7. //changetime:       2019.05.21                     
   7 h$ O( N9 M0 F. d0 Q4 T
8. //******************************************************************************
   ) [# O$ _& c8 ?* f: j
9. void SystemClock_Config(void)
   . G& ?  G+ w$ c+ F
10. {
    - G+ n( U3 [& N1 K: e
11. 
    ' f/ ^2 j  m$ m$ x% K+ i7 Y
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    ; h( Z' ?" j7 g" L6 z8 g
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    $ Z3 B  y" X, M0 _
15. 
    
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    % s7 g  ?4 U; u  A
17. 
    - d' J0 j- c: [! l" I9 N5 d
18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    7 ^; Z/ {# _$ n. i9 n" U) p
19. 
    
20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    : L6 N0 T7 e+ a" v
21. 
    
22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    4 x+ \. H7 ^; M# m9 g, o* f& e8 X
23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源
    + S" d3 T6 _6 G! z) [/ ~
24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    
25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    
26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    " F' E, Q( _# X
29. 
    
30.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    8 f+ l3 }: H; n8 V" f  `. u
31.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    
32.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    
33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    : t1 F1 N7 l* Q# y  z! T' w# ~- b
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    / w; j0 U6 S! y8 s0 u4 j
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    
37. 
    
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    ' L6 J, Z1 F8 m& I
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    / v. h, B9 C* f6 ~% A: p- L
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    , g, A- n  E3 l1 I% J- ?
41. 
    
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    $ ]+ b- u$ J; K% P
43. 
    
44. }

复制代码

# F# @3 j" k8 z! D# C  Y2 l注意：一开始程序中没有配置HSI时钟，采集不到电压
5 L7 M) P# t2 N1 d6 h& b/ u
$ q7 |. Y: \9 @9 w2、ADC文件
# q( n* L- L# a7 A; Y4 T+ c0 c

1. #include "main.h"
   
2. 
   " L$ r# f, {+ n+ i
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   ! {4 I6 ?0 r- s' s7 [$ d- T5 D
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   
6. 
   1 ^. Q( I& }; S) P9 m
7. 
   
8. //******************************************************************************            
   
9. //name:             ADC_Init           
   ( W5 T3 E& w0 s$ q) A, l! A
10. //introduce:               ADC初始化      
    
11. //parameter:        none  
    
12. //return:           none         
    
13. 
    
14. //changetime:       2019.05.21                     
    & h/ {3 N6 x  Y
15. //******************************************************************************
    : I5 F8 ~9 }$ ^% W- w
16. void ADC_Init(void)
    $ R# ^% X( A% c/ P( [; p. e- M3 K
17. {
    2 m) f0 K) P% E- C! ?$ z( T6 P
18.         uint32_t Calibration=0;
    9 H$ ^# B$ e/ n2 \
19.         
    1 `, T2 N7 _8 r/ A
20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    
21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    " B. w" ^- @& ?5 u2 s8 V) `
22.         
    
23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    % }! G: t  W5 W
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
27.         
    
28.         hadc.Instance = ADC1;
    8 M# S" f; k" v1 c( ]0 H% w: h
29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    7 P* T( g9 r  X& J$ C4 L- p
30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    
31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    
32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
    
33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;
    
34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    2 T& K3 e, w& F3 Z3 R
35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    
37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    
38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    
40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;
    - N2 ?* L1 y" }0 l& l' v
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    ' ?9 K& s; c  S4 I% s5 E/ K
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    
45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    5 W* r6 I7 ]3 d1 p! J9 r
46.         
    9 I) ], R4 c' _; f& v+ \
47.         //启动ADC校验功能
    
48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
    + G6 k' G0 j: c$ K) V& E% i$ R/ U
49.         //获取校验值
    
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    - T. j- X/ E" X. p
51.         
    ; I1 b/ I8 p) h4 k; K
52.         // 清除之前通道
    * A+ {; D) Q* k9 y
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);
    
56. 
    $ }# V+ a: B# L; f. l6 f( t
57. }
    
58. 
    ; Z( L  q" u3 b3 P( P5 q
59. //******************************************************************************            
    % l2 |% R2 ~  W7 O* s" C+ n5 B! @
60. //name:             GET_ADC           
    
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    ; y) R) W  W1 e4 L7 t, q
62. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
63. //return:           ADC采集值         
      R) I( p) l- U& v) T4 @  Z
64. 
    ' u! T; H5 [- ]0 Y
65. //changetime:       2019.05.21                     
    , R" }3 p9 e* d$ ?) M9 t
66. //******************************************************************************
    
67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)
    
68. {
    
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);
    1 B1 b# O8 p" D: X! z" v
73. 
    4 Z- Z' c5 D9 |7 q6 D1 V. P2 d* A
74.         // 启动转换
    / t% v' D% j# R5 ^% O) g
75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    / U' r1 }2 U  m0 p- M& |
76.         
    
77.         // 等待转换结束
    ) X, r1 Q, h* [: u3 i  \. O9 \$ H
78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    
79.         
    
80.         // 读取结果
    $ Z# G8 U6 s1 d* J: s
81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
82.         
    # z2 |& K" l# }0 I8 A$ R
83.         // 清除通道
    ) B" A) k( L2 t! ]
84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    & c+ ~4 `; @, e
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    ' f" h. S( v2 {& t6 W1 Z( V
86.         
    ; y3 y5 Q- r9 E) b: w9 K0 S8 K
87.         return adc_conv_var;
    
88. }
    % w8 G5 L9 P' k0 N6 [
89. 
    7 n9 A- ^( k  @" v7 z
90. //******************************************************************************            
    / T$ ^* k+ o( f7 e
91. //name:             Get_Adc_Average         
    
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    . {+ J% m' S6 o9 e! M& l: \5 y( z
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
94. //return:           ADC采集值         
    : H  ?' x2 {; A4 |
95. 
    
96. //changetime:       2019.05.21                     
    1 M, k2 u  y* D  {! _+ S5 s( x
97. //******************************************************************************
    
98. 
    
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    1 M* l) H5 P0 I9 R$ _
100. {
     ' L' m( T) N" X1 G0 E  K
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     
102.         uint8_t t,i;
     6 [4 E2 i2 O' d9 X
103.         for(t=0;t<times;t++)
     # X: b% r( w, t- y. B' h- y
104.         {
     
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     # ^" f( k9 ?' h$ H; m2 u
106.                 {
     % L8 x1 \9 D- j1 a/ ^
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     2 t7 [  r: D: S. `) j% I
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     1 q, J' v+ |! f/ }: D* T
109.                 }
     : M0 u3 B7 i& G0 x
110.                
     - S" w3 I3 }. l/ ]$ ^
111.         }
     
112.         
     ; e$ F' m$ j- k# C2 n( X& M
113.         for(i=0;i<9;i++)
     ) d- Q8 |$ d" U5 o6 O# \* i
114.                 {
     
115.                         adcx = temp_val/times;
     6 {' z' X2 @3 r1 Q# Z: N7 R+ |7 A
116.                 }
     ! T# m' s* ^: ~) K- v& t
117. 
     - G& v8 C+ c( Z8 S
118. }         
     

复制代码

3、main中测试
+ I& H3 z8 n2 `( l: W

1. while(1)
   . H) f4 |4 Z+ E- @
2. {
   
3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
   
4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
   
5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);
   0 J: @9 N" \1 c1 H# }, P
6.                         
   
7.         HAL_Delay(100);
   
8. }

复制代码

% e/ t) [5 o& w7 p
0 X9 H8 A3 m3 C8 Q" q+ D; c四、实验结果

. l' O7 ~& `# H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.
4 R4 G$ e" k+ _+ m2 B! @试验成功