STM32L0开发系列——01 ADC采集
( g) E9 S1 @$ J, Y) M+ s. w7 Z前言
. `$ G+ ~( @4 t; k. ^7 ~使用芯片：STM32L051C8T6
软件平台：KEIL V5、STM32CubeL0
0 r2 `/ w& z" y3 ^库函数：HAL

一、原理图
: I* C! w. {: g, G本文介绍在STM32上使用ADC1的第1通道，对电池电量进行采集。
! e" g6 g5 M5 o6 ]/ @

* \  C+ q- ]& \* ]% M9 Q, `# w
7 u$ e) n9 C, X% M二、ADC通道与引脚对应关系
8 M3 C% w, M8 }# \  T

三、ADC相关
1 Q% m9 k: P1 Z& c1、 ADC 可由 APB 时钟或 HSI16 时钟提供。
3 E8 h& x/ B- o6 l2、 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
# q0 J3 t: `, z$ b* f2 d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。
" {7 j2 Z$ D, I( u$ X
四、实验步骤
8 _' u9 y6 E- h1、系统时钟配置
4 a* \6 h" G' F6 P, n& u

1. //******************************************************************************            
   
2. //name:             SystemClock_Config           
   
3. //introduce:               系统时钟配置        
   
4. //parameter:        none  
   $ p0 ]" u; T; C3 g1 V
5. //return:           none         
   7 S* |% w9 Y& C9 ~
6. 
   
7. //changetime:       2019.05.21                     
   ' p8 ~0 q3 w/ S! _0 o
8. //******************************************************************************
   
9. void SystemClock_Config(void)
   
10. {
    
11. 
    + d( p1 _9 b% X4 L
12.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    ; a( V# c4 F9 B# e( i
13.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
    
14.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    ' ]9 C) f, s; e2 Z2 Y
15. 
    
16.   __PWR_CLK_ENABLE();
    
17. 
    
18.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    5 a0 w0 T. b+ _$ f6 T- u% s
19. 
    : C( E4 i  Q3 ~* F, f
20.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    8 k1 L" s4 G  x4 C4 W  N6 J
21. 
    5 z! _! K) Q" b$ [' O8 f3 T* l% j# p
22.         RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    
23.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; //ADC的时钟源
    
24.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    
25.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    
26.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLLMUL_8;
    * w! \2 C9 q, C
27.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLDIV = RCC_PLLDIV_2;
    ; a, l$ N) I* [3 v0 S, s  u% ~
28.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    
29. 
    % B8 S" z$ |3 E$ g
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;
    ' z2 ~4 [5 m+ i7 w
34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
36.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);
    
37. 
    4 F+ \" h' P2 R6 K
38.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
    ; d) u# g5 h5 {" m8 P) u
39.   PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    ! i5 D& |) U: e
40.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
    
41. 
    . P6 }5 p" w2 t0 S7 K& z
42.   __SYSCFG_CLK_ENABLE();
    3 |) Z. ]: q* j& z; S: Z8 ~. U% S
43. 
    
44. }

复制代码

; A5 w2 n$ \; R* }* E8 h注意：一开始程序中没有配置HSI时钟，采集不到电压
2 }1 I1 ^( U5 n9 q; ^
2、ADC文件

1. #include "main.h"
   
2. 
   
3. ADC_HandleTypeDef hadc;
   
4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   7 c. W, Z$ L4 A  \; a; o; m
5. ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
   
6. 
   6 A7 y6 m" O8 m- j. A; J
7. 
   " @' S5 g0 T5 c6 H3 D2 G
8. //******************************************************************************            
   7 ~! D  Z" n: I' B& C$ A$ S3 y0 U6 a
9. //name:             ADC_Init           
   
10. //introduce:               ADC初始化      
    + M- ?' \$ R% Z+ [0 c" j2 P
11. //parameter:        none  
    9 X3 ]' y  ~4 r: N
12. //return:           none         
    
13. 
    0 t, y8 \  O' }& w( s, U
14. //changetime:       2019.05.21                     
    " C8 B2 `. Z# G9 p/ |, t4 \+ s
15. //******************************************************************************
    
16. void ADC_Init(void)
    
17. {
    
18.         uint32_t Calibration=0;
    
19.         
    ) ^1 r# U2 i% l0 V1 ^
20.         __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    0 v' }0 q' ^8 n; d* B% @* [5 o9 A
21.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    
22.         
    1 U$ l3 h0 D. t+ y# T2 k
23.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
26.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    . K5 |( W3 V; c: _' F* S- X
27.         
    
28.         hadc.Instance = ADC1;
    + j; n& A4 j7 U* l3 ^- I: ]
29.   hadc.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    : y% M0 @: v! w! f
30.   hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV2;
    0 A. |( U& G5 g2 p9 K9 i2 b$ R
31.   hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    . R5 [7 T  C9 w" y4 s, x
32.   hadc.Init.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_79CYCLES_5;
    , _: Y, |( X/ T! E( p
33.   hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DIRECTION_FORWARD;
    
34.   hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    
35.   hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    
36.   hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    & n/ C$ Q4 ]! ?
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;
    
41.   hadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    5 d3 B' A6 U0 d1 e  T" b- a; ^% ^
42.   hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    7 r9 C* e' M$ z" O6 |/ ?: R; Q2 r
43.   hadc.Init.LowPowerFrequencyMode = DISABLE;
    
44.   hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;
    ; c; f" q+ M- w6 g
45.   HAL_ADC_Init(&hadc) ;
    
46.         
    
47.         //启动ADC校验功能
      c6 r( }) J+ W! `$ B
48.         HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);
    
49.         //获取校验值
    ' K' x5 v2 Q5 K
50.         Calibration = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
51.         
    
52.         // 清除之前通道
    3 D$ k3 }/ E' t2 C
53.         sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_2|ADC_CHANNEL_3;
    
54.           sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道属性
    / p; [/ A; A  z. B
55.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
56. 
    
57. }
    
58. 
    0 n; h+ @. Z$ L9 a
59. //******************************************************************************            
    
60. //name:             GET_ADC           
    
61. //introduce:               单通道采集ADC的值      
    
62. //parameter:        CH：ADC采集通道
    2 V( x8 u7 C" i# Z, m9 S9 ?
63. //return:           ADC采集值         
    ' N4 d3 Q4 X( i* h+ j! C* W
64. 
    ) K  U0 ^$ U$ G* K
65. //changetime:       2019.05.21                     
    
66. //******************************************************************************
    % L. O; V0 \( ^3 _
67. uint32_t GET_ADC(uint32_t CH)
    ; H! ~# b2 o9 V
68. {
    
69.         uint32_t adc_conv_var;
    3 h* ^1 C0 E, S" V2 |
70.         sConfig.Channel = CH;
    / j1 q. ]9 j9 x) W% {" D6 R& Z/ W
71.         sConfig.Rank = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;        // 设置通道
    
72.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    
73. 
    
74.         // 启动转换
    
75.         HAL_ADC_Start(&hadc);
    & P+ o/ }& E: ], P% E- _3 d
76.         
    
77.         // 等待转换结束
    8 ~; Q  {/ ?( p# ]+ E7 Y: t" ^5 \
78.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,20);// 超时20ms
    
79.         
    + |8 Z6 ?; v  z7 f/ W
80.         // 读取结果
    
81.         adc_conv_var = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
82.         
    
83.         // 清除通道
    " ^" t8 W4 F, o0 A) j
84.         sConfig.Rank = ADC_RANK_NONE;        // 清除通道
    
85.         HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
    . B0 y$ @3 }4 m$ Y' {4 o
86.         
    
87.         return adc_conv_var;
    
88. }
    
89. 
    
90. //******************************************************************************            
    . M+ R1 K9 w$ ]; V7 Z
91. //name:             Get_Adc_Average         
    
92. //introduce:               多次采集求平均值      
    ; j' L( D! ]  Y4 Z5 h) w
93. //parameter:        CH：ADC采集通道
    
94. //return:           ADC采集值         
    
95. 
    
96. //changetime:       2019.05.21                     
    1 D4 g( S- e  T7 k, c
97. //******************************************************************************
    
98. 
    0 I0 w2 {4 c+ F1 U( ?8 f$ W
99. void Get_Adc_Average(uint32_t *ch,uint32_t *adcx,uint8_t times)
    : m' K" T+ \( H8 ]  n
100. {
     
101.         uint32_t temp_val[9]={0};
     3 j4 E6 }8 j: K, X4 v. \. H3 E
102.         uint8_t t,i;
     
103.         for(t=0;t<times;t++)
     # D1 n1 o& j. g) b7 T/ d+ V
104.         {
     
105.                 for(i=0;i<9;i++)
     
106.                 {
     ! o  Z% e- `! R
107.                         temp_val<i style="font-style: italic;">+=GET_ADC(ch);
     
108.                  </i> HAL_Delay(5);
     
109.                 }
     6 i* A; I: [4 N: F' q
110.                
     
111.         }
     " D" }( a. ~* v  M2 I. T
112.         
     
113.         for(i=0;i<9;i++)
     / c3 p' ?* ^3 J; q* I+ T8 e0 o' D
114.                 {
     
115.                         adcx = temp_val/times;
     
116.                 }
     
117. 
     
118. }         
     

复制代码

3、main中测试
/ S" u  b+ I8 Z: o

1. while(1)
   
2. {
   
3.         BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_1);
   % l8 w0 Q2 ?; m0 _' P$ S
4.         temp=(float)BATTER_VALUE*(3.3/4096)*2;        
   
5.         printf("temp=%0.2f\r\n",temp);
   
6.                         
   
7.         HAL_Delay(100);
   
8. }

复制代码

3 o% b  r5 }! G+ ]0 C0 n四、实验结果
, `9 y1 q9 A% f6 p! i" x
8 \& s( D8 x# n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.
. J) d& J! [) x1 V5 d/ v试验成功
1 u/ F0 Z2 _6 W$ M  {/ \2 U


' }. P- \: E8 ?8 H8 z5 @# A+ q' I' s