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ie8及以上

【经验分享】STM32L0系列之ADC采集

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STMCU小助手 发布时间：2021-11-15 22:02
STM32L0开发系列——01 ADC采集
% q& R0 Y) x, J$ y  u前言, M) g6 O" B* P, w" r5 e
使用芯片：STM32L051C8T63 _' ~" T7 V( `$ C% B
软件平台：KEIL V5、STM32CubeL03 ~" z- J; F  M9 V; Q* p
库函数：HAL
2 X5 D$ u6 O' \/ c
  b; I( q- |: V, h! G- K5 E# o一、原理图& p% A% O5 p  a# z
本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。  Q/ r3 C) g) N4 @* Z* H8 l$ ]
% P" X! D9 R- f" @( S' D! F
20190521154130328.png

! @- l( H8 |, ]9 p" q4 Q1 P7 ?
% d; \: }- O/ b4 ]. W8 f" r二、ADC通道与引脚对应关系( k& J% X3 v7 i4 _
0 Q; V' s# A  ^/ |, \3 y
_(KN]~}EBE`QX(}_V8}K%(1.png
3 b9 i5 Q* i6 W) w3 v/ z
}U8X{E0K8E$YC3O(VLM3]QH.png
! R, q2 G$ q3 K8 M& x, K* ]* f

( n" T0 n+ r/ {三、ADC相关
1 }5 `1 b1 M  y+ M* }1 i1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
. f% y# K8 k, m$ D- }7 V; }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% z! h$ {) @3 p- O! a/ f
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。
: J( V2 b- Q8 \- C7 G
% v$ p2 B( L6 s! O* t+ D四、实验步骤
3 }0 X' l# M' P1、系统时钟配置6 }; \+ L8 k( t, h2 Y

  c8 _7 V6 S2 U. C; m) g% S: R) ~- j
  1. //******************************************************************************            * W/ c) S$ U+ B: R6 s
  2. //name:             SystemClock_Config           
    1 _" f9 ~( F. S) o% j
  3. //introduce:               系统时钟配置        " o2 O4 k: \4 b" n2 _
  4. //parameter:        none  / q7 t* M! o0 S; V5 o
  5. //return:           none         - o* L9 T0 c+ z3 S# x; M8 R
  6. # X8 m6 r* O4 S" \6 v0 C2 }1 H
  7. //changetime:       2019.05.21                      + ]* I; P/ F+ e" h( W8 a
  8. //******************************************************************************
    + T, F1 P+ E3 D4 W! o2 v
  9. void SystemClock_Config(void)
    ' s1 F$ Z+ U5 }# O. X+ y
  10. {
    % J3 n/ D1 f6 n( Z/ i

  11. " I2 ]5 `7 K/ \$ s" @
  12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;% S. I+ i& G: Q# q. m1 z
  13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    , g/ M' T; x* P/ @
  14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    7 s1 D: }+ N- s7 y
  15. : ?8 P9 ?/ B. b( S% W, f* u' V( t
  16.   __PWR_CLK_ENABLE();2 w/ A3 s2 u7 i. V9 t

  17. 6 ?$ q* g7 Q' j0 D
  18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);, w% l: O8 a* l  k+ u: m3 W

  19. 5 J/ g# Y& a+ Y+ @
  20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;' m, O; c2 M7 ~: W5 v
  21. : C3 S9 }" _/ ~5 U
  22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;7 y+ g! {% {4 P0 c$ Z
  23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源1 F( D! ]) H, x! W4 z4 ]
  24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    8 t$ f# N& t9 z. W
  25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    + Y3 T9 Y; }; U
  26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;* {, J0 }8 v& c) N6 {
  27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    ! N  \+ L" I# |2 a- V& Q
  28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);: X) l! D9 W& @4 _# @4 j2 I

  29. 1 \/ i& T- z8 f$ K: w( t: b
  30.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    5 J: W  m* r+ W+ \/ n( {
  31.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;( M% x: c: x; H
  32.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;1 e, _: q" D# e# W5 `0 D8 X/ m' w
  33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    ! Q' l) V* P. r1 d0 \5 v
  34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    1 A1 r& {: ]6 |0 b# x- n+ I8 g1 T
  35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;( S  d) @; @. j' I  Z  l6 G
  36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    & q' m* ?- D# O9 ^
  37.   `( L8 b2 a9 z; Z: g# O) H: `4 h! b; \
  38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    ! Q1 H, x1 O: ?( q+ F
  39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;0 t! W! }- _4 s5 v- \
  40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    * r+ h* W) B$ H3 ?$ f# J. m

  41.   r0 X" G9 o; s/ j( ^) N
  42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();8 v. q2 W! }: V, c

  43. 7 m' d  V" x' m# k
  44. }
复制代码
. a- v* m- S8 c' A
注意：一开始程序中没有配置HSI时钟，采集不到电压7 K( F; ?" \. V9 o% C  q" J
5 r" w! H' T9 ^, `) E
2、ADC文件1 L' e/ ^) {3 E2 l3 I4 o1 [  y
1 \. q# s, \8 g
  1. #include "main.h"$ \8 h+ b% O' {7 `; _+ G

  2. $ o% k- j4 `3 W* M7 R2 |% d
  3. ADC_HandleTypeDef hadc;- l- @% Q0 Y& V
  4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;/ y& [) E2 Y9 f" O
  5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
    0 v6 n2 d% Y" w+ k% O
  6. $ L9 y4 W2 l& v+ M7 F* D2 n! T; @" |

  7. $ B7 C; F; }0 Z
  8. //******************************************************************************            $ O! f: o* g" I, R
  9. //name:             ADC_Init           
    $ }. {+ l# N: _
  10. //introduce:               ADC初始化       9 h/ e- {0 I1 V1 g0 ~
  11. //parameter:        none  
    ; G, v5 C  m" w* Q& w7 \
  12. //return:           none         - B* I2 [" U; W
  13. ! d- n. ?" p' U% Y" j' x
  14. //changetime:       2019.05.21                     
    " w1 Y8 K' r8 s0 S
  15. //******************************************************************************
    / r4 |1 n! E6 t- ^4 v; e, ?
  16. void ADC_Init(void)8 @# e! V% j/ p% ^1 v! ~$ V. E* M
  17. {
    " W8 q- R  K  k% e7 L" w$ m
  18.         uint32_t Calibration=0;
    4 q5 F& C# o: x3 h* G4 v
  19.         
    " w  u9 U1 B; p% J0 H
  20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    ' f9 `4 v  J0 t2 j* C6 E
  21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();" Q& V2 F0 a4 X
  22.         8 ~' ?1 y" R) l+ {6 c) @
  23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    ; v" N: t3 A' Q6 r: e8 r
  24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    / B% N! O* R: ]5 W& q# x0 o6 \( F/ @
  25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;2 N. p3 q4 }+ W# ]9 K! G" u
  26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
      H9 e: M( L# }5 k7 D1 ?# n
  27.         
    % W$ U; j$ L. O& Y# v
  28.         hadc.Instance = ADC1;" \" \% p% A3 {* ^
  29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    ( T9 [0 b' M, a$ w
  30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    2 R# o& O& f7 `9 X. V. j- K
  31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;- j4 ]* ~; I& r% a& [
  32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
    + h  s3 t8 A8 O+ P, D: @5 b  y
  33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;
    5 U$ h" |2 e5 s- b7 K6 y4 b
  34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    . z0 A( W. o# |) C6 S% j( J2 T4 H
  35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    1 F; [$ X+ [% y! N3 c* I7 Q; l) t
  36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;4 F8 [$ V; V" C! ]4 R4 o2 H
  37.   hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;& j5 X# V4 E! H1 p+ Y: l6 q
  38.   hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;" n" P: c7 D" I" x6 R7 C
  39.   hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    7 L* y8 T% B5 U+ R6 u+ \
  40.   hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV;3 A  F0 O" A) }% y( _
  41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;; o3 |2 A8 A4 ^. j7 B
  42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    / T/ R/ N& g5 h* b3 T$ Y1 Q
  43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;  [- T: p: K# X) b5 U! j5 L
  44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    ! \- _4 [; l$ V! [: v1 Z; V' ]$ ]  L
  45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    3 d7 z" [/ S( A6 Z: M9 k
  46.         : l, @& h7 t5 C! I
  47.         //启动ADC校验功能
    6 j; u8 \+ y4 x6 _
  48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
    # n9 R) V5 c+ n' r
  49.         //获取校验值4 J, S' @! R) ]0 e" S. G# q- Y* P
  50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);. z% b6 F: N! t! d/ u9 j. p4 C2 O
  51.         
    # k9 X& t6 F0 p" O: x
  52.         // 清除之前通道4 n/ u2 o$ q' j% x& B
  53.         sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_2|ADC_CHANNEL_3;2 P: [( A+ r9 }+ d9 t
  54.           sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道属性) L: B# M' l# X& \
  55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    , o* s( d7 b- Q2 x

  56. 6 I9 h% v2 e1 j) q; a: b, I& e5 t* K
  57. }- Z  n% k/ H- {& B  ]# e% M/ I. W
  58. $ ?0 N. Z# ]+ d4 L3 t) B: k  X
  59. //******************************************************************************            $ m! V/ Q3 t" r$ F8 A  c
  60. //name:             GET_ADC           
    2 V9 a/ n( z% }2 B, S; o6 _" e
  61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    ' A3 S( V% ~$ X9 z0 ~
  62. //parameter:        CH：ADC采集通道 & O" \  N' e/ g7 @' \1 E
  63. //return:           ADC采集值         
    % e( C0 S. t& V  g' o
  64. : _- i& i5 h  E
  65. //changetime:       2019.05.21                     
    * {2 x" K, J6 c5 g, D, M
  66. //******************************************************************************
    # A2 A. t( r2 q- P' {) Y
  67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)
    ) f0 e- a8 F  }) B" k0 k1 I1 U, ~
  68. {
    , r! M) e! E9 |4 d1 v2 b" z( L
  69.         uint32_t adc_conv_var;) a  n0 L: g0 {1 U6 h, {
  70.         sConfig.Channel = CH;
    8 w( ~7 [( y# ~* s
  71.         sConfig.Rank = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;        // 设置通道( K& Y- F) \1 d& k, D4 ^
  72.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
      b' E# G; ~* d5 u& o! _

  73. + w% x: i# G9 I. s: {7 R& J
  74.         // 启动转换
    / J% C' I% m. g2 g+ `' \
  75.         HAL_ADC_Start(&hadc);, q3 q. o$ t& E  e) A
  76.         / p. H4 I3 _, K# ?# X4 W
  77.         // 等待转换结束
    5 E6 q4 d) x9 I  H. g
  78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    * Z9 g" `; m9 R1 e* a  g, a
  79.         + Z. v! [7 f4 G( P; H
  80.         // 读取结果0 D' o6 z. U, s+ x
  81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    9 c! P, |" o4 N+ O5 N5 N
  82.         
    / X1 n" X" }& O6 B5 n+ x
  83.         // 清除通道
    2 G- @- Y" Y6 J# k  c
  84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    + y- U9 [$ M& `$ r0 B* }0 e" ^
  85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);8 g: S  A. `* x$ T* q( L9 p8 [
  86.         6 s  e+ o. o* U2 Q9 z
  87.         return adc_conv_var;
    : [6 n+ }; ~5 v# `0 E" [
  88. }( z! b5 s; m, D$ I2 B

  89. ' c. {8 }. j: k: \
  90. //******************************************************************************            
    % }0 Q1 B# A0 I# e8 u; ?
  91. //name:             Get_Adc_Average         
    * y5 e- [9 h6 p  Q2 r) h9 w& n
  92. //introduce:               多次采集求平均值      
    - ^# }4 H) ]5 C
  93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    . w+ g& d8 [2 l- a) u! p
  94. //return:           ADC采集值         % V, a6 j3 D3 m5 r0 M% r

  95. 0 E9 A3 S# f8 t* ~, L* W$ x
  96. //changetime:       2019.05.21                     
    8 B& \3 I* ~7 Z/ x% N( s+ J
  97. //******************************************************************************
    - [; J; ~2 p( K8 r

  98. 4 e! `0 @8 A9 ?$ N$ m9 ]
  99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    ; ]( @: L$ w! _- x
  100. {7 F+ v3 a/ O5 U% s% O4 ]
  101.         uint32_t temp_val[9]={0};2 x" x0 ?- r& b  i0 v+ ^6 K& C1 K1 ?2 j
  102.         uint8_t t,i;' f$ z8 j+ R" _- o. P
  103.         for(t=0;t<times;t++)
    8 z& ]. D5 l* R6 c( \
  104.         {' B8 I7 ]2 r6 r9 m
  105.                 for(i=0;i<9;i++)% u  Y! x0 f* @8 M& D9 W
  106.                 {. \) w5 B2 t. N8 \' _$ ^
  107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
    ( }; V4 ]7 y4 {5 U. i1 i
  108.                  </i> HAL_Delay(5);
    ( q$ Y+ n- K: N* T
  109.                 }
    - {  V2 h& v3 r7 e4 e* I
  110.                
    " l, Q7 n7 N( q9 q5 A
  111.         }
    7 E. u& h7 o6 R
  112.         4 I8 n. V: e; ~
  113.         for(i=0;i<9;i++)0 f8 F3 K2 Z' U4 k$ k1 V( w; i3 j7 k! `
  114.                 {
    & O6 I5 v/ ?- o2 i! k
  115.                         adcx = temp_val/times;" T% j! G8 I/ [% U2 b
  116.                 }
    # Y. S  k1 a! z/ [" R) k

  117. ! x, {' y% n" f% S1 T
  118. }          ' a- a- N( S( N: e
复制代码

* {. |, ^$ `" B5 C! |: X- q1 Q3、main中测试
( |. n" i- n9 e( J! o
  1. while(1)& z' m9 O  N3 G
  2. {
    9 C9 T% ~( H. J1 d& U
  3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
    : t* \- _3 E4 N: r! B9 |
  4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
    3 m8 |& M2 z4 e0 V3 V2 P. p2 l
  5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);  X) l% x; W4 v+ p8 p" F( m7 `" G
  6.                         
    ) t$ u. d+ {/ V- `$ v- q. a
  7.         HAL_Delay(100);
    * r9 A$ d, j# x) ^( T+ l# b8 U  p
  8. }
复制代码
3 n8 }: O% H- ]% I5 Y; J; k" e
  M; w1 W9 |% M) P: |+ Q6 @
四、实验结果3 b: l- y* f7 C, C+ K7 _9 ^$ I

' S: ~, ?( r# S# E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.
7 H) I' o. `! [4 @试验成功4 p/ K$ N$ i3 O0 |  Z  w9 {1 }/ d
2 U8 w3 g8 E9 s3 W" {6 U5 `
5 n, K- h7 Z" W8 q8 I9 X/ _
$ y* k4 b7 E7 l, r" ]8 Q$ v/ ~
20190521162423578.png
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