【经验分享】如何在 STM32F103C8 中使用 ADC 测量模拟电压

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STMCU小助手发布时间：2022-6-21 17:29

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文章简介:	如何在 STM32F103C8 中使用 ADC 测量模拟电压

几乎每个嵌入式应用程序中都使用的一个常见功能是 ADC 模块（模数转换器）。这些模数转换器可以从温度传感器、倾斜传感器、电流传感器、弯曲传感器等模拟传感器读取电压。现在，我们学习如何使用 STM32F103C8 中的 ADC 读取模拟电压，我们将一个电位器连接到 STM32 Blue Pill 板，通过改变电位器阻值为ADC提供不同的电压，将读取的电压显示在 1602 LCD 上。

STM32F103C8 中的 ADC
在 STM32F103C8有 10 个通道、12 位 ADC，输入范围为 0V -3.3V。它将 0 到 3.3 伏之间的输入电压映射为 0 到 4095 之间的整数值。

这里的术语 10 通道意味着有 10 个 ADC 引脚可以用来测量模拟电压。术语 12 位表示ADC 的分辨率，表示000000000000-111111111111(2^12即 4096)。这是我们 ADC 的采样步数，因此我们的 ADC 值的范围从 0 到 4095。该值将从 0 增加到4095基于每步电压值，可通过方面方式计算

电压 / 步数 = 参考电压 / 4096 = (3.3/4096= 8.056mV) 每单位。

模拟信号如何转换为数字格式
由于计算机仅存储和处理二进制/数字值（1 和 0）。因此，模拟信号（如传感器的伏特输出）必须转换为数字值以进行处理，并且转换需要准确。当在模拟输入端向 STM32 提供输入模拟电压时，模拟值被读取并存储在整数变量中. 使用以下方式将存储的模拟值（0-3.3V）转换为整数值（0-4096）：

输入电压 = (ADC 值 / ADC 分辨率) * 参考电压

分辨率 = 4096

参考电压 = 3.3V

STM32F103C8T6 中的 ADC 引脚
STM32 中有 10 个ADC引脚，从 PA0 到 PB1。

电路图及说明

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LCD与STM32连接

1602 LCD根据上表进行连接。电路中有两个电位器，第一个用于分压器，用于改变电压并为 STM32 提供模拟输入。该电位器的左侧引脚从 STM32（3.3V）获得输入正电压，右侧引脚接地，电位器的中心引脚连接到 STM32 的模拟输入引脚（PA7）。另一个电位器用于改变 LCD 显示屏的对比度。STM32 的电源由 PC的 USB 电源提供。

对 STM32 进行编程以读取 ADC 值
通过 STM32 的 USB 端口将其连接到 PC 并开始使用 ARDUINO IDE 进行编程。在程序中，读取模拟值并使用该值计算电压，然后在 LCD 屏幕上显示模拟值和数字值。

#include <LiquidCrystal.h> // LCD 库
) ]) r$ J5 V. W$ Z
//首先定义出 LCD 引脚。这些定义了 LCD 引脚连接到 STM32 的哪个引脚。) K g1 S- e0 a1 q/ ?1 K# r
//你可以根据自己的需求进行修改。: b9 Q" ?3 K7 m
const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14;
/ X: A* n- `% i* _
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); //初始化LCD5 B ~# l E e* l* {- `6 C
const int analogip = PA7;//模拟输入引脚
; ]- f, x9 a$ S$ B$ ~: H: m
void setup()
9 y7 m% k* M L
{+ y9 J1 }& @: V% U2 L9 _4 T) U
lcd.begin(16, 2); //我们使用的是 16*2 LCD8 v0 `- _9 [* E7 q: W1 X4 i
lcd.clear(); //清屏
. X* q2 {1 E" T+ `* v! d
lcd.setCursor(0, 0); //设置光标在第一行第一列
) j, g5 G' w3 I8 A
lcd.print("Hello Wrold!"); //LCD显示这个, A+ R( D. h4 v; k. x
lcd.setCursor(0, 1); //设置光标在第二行第一列
! F6 ^5 Q x) @& N& j% r5 e
lcd.print("STM32F103C8"); //LCD显示这个; Y: P& h1 W# X7 O
delay(2000);//等待两秒% g! B! ~" E$ n* _
lcd.clear(); //清屏! A* ]; f* \+ O. u7 o
lcd.setCursor(0, 0); //设置光标在第一行第一列! \# o/ v# l, V, d
lcd.print("USING ADC IN");//打印这个" l6 L* c& u+ r3 l8 X
lcd.setCursor(0,1); //设置光标在第二行第一列5 f6 x( F' j- [
lcd.print("STM32F103C8");//打印这个. }) v1 u2 _ V& N
delay(2000); //等待两秒9 \- B( k% U) ^# B: U: \; K2 h
lcd.clear(); //清屏- C' p$ a+ \1 a" J
}! L# F. M- h- U+ F! O( M
8 d- c6 ~! y R; |9 k% \; N
void loop()* P& ]6 ]) J, b" C- m
{
. r% J' j3 I, @9 S6 m
int val = analogRead(PA7); // 从引脚 A7 读取 ADC 值
/ v: [$ B7 n" k: Z$ Q# _7 ]
float voltage = (float(val)/4096) * 3.3; //将 ADC 值转换为电压值
- `. `7 F) s$ o' }
lcd.setCursor(0, 0); // 将光标设置到第 0 列第 0 行: o4 \2 `$ t' Z/ f4 z0 }
lcd.print("ADC Val:");
. k1 O" n3 t0 z) V4 c$ S
lcd.print(val); //显示ADC值
' _% ]: q! {5 k8 h; I9 R) W
lcd.setCursor(0, 1); // 将光标设置到第 0 列第 1 行
% z8 X% t$ i2 c' h* k2 ?$ t
lcd.print("Voltage:");
/ \: R) N) N7 r d
lcd.print(voltage);//显示电压
1 n7 @0 f) f. Z* S# E
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