【实测教程】STM32CubeMX-STM32L4之研究（ADC）

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STMCU小助手发布时间：2023-1-15 00:07

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文章简介:	【实测教程】STM32CubeMX-STM32L4之研究（ADC）

一、开发板平台简介：
6 u8 }/ u! g+ Z( T4 t8 A& ]% s1、开发板资源简介
（1）开发板主芯片型号：STM32L431RCT6
（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P
（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4
（4）开发板主芯片主频：80MHz
（5）开发板主芯片Flash大小：256KB
（6）开发板主芯片RAM大小：64KB
（7）其他外设：请参考芯片手册

! f3 e3 F" F% @2、串口简介
       串口全称为串行通讯接口，即数据在通信线上一次传输一位，按先后一定顺序传输。我们通常所说的单片机串口准确来说应该是串行异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），使用TTL电平，串口需要RXD、TXD、GND三根线进行通信。
      （1）我们选用的STM32L431RCT6开发板串口1已通过USB转TLL串口芯片CH340G引出，使用时，只需要用公对公USB线连接电脑即可（注意也得需要安装CH340G驱动），后期验证试验也试验该串口1进行。
      （2）开发板上的其他串口已通过排针引出，为TTL电平，通信的时候需要注意选择对应的电平模块，如USB转TTL串口模块等。

  二、新建工程
5 s6 \; f+ ?- B1 s1、新建STM32CubeMX基础工程
（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"

（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。

（3）昨天搜索框中输入（或选择）所需的主芯片型号（因为我们用的是STM32L431RCT6开发板，所以此处现在STM32L431RC），然后在右下角选择STM32L431RCTx（因为开发板主芯片是STM32L431RCT6），左键双击即可打开新建的项目。

（4）选择时钟源。
——因为开发板上有8M外部时钟，此处选择外部高速时钟（HSE）。
——因为我们没有用到外部低速时钟（LSE），此处不做处理。

2、配置GPIO控制LED
备注：LED灯用来指示系统是否正常工作。
（1）查STM32L431RCT6开发板原理图得LED1控制引脚为PC0，则配置GPIO的引脚PC0。
鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

（2）根据自己的需求配置GPIO的参数，如输出方式、输出频率、上拉下拉等。因为GPIO控制LED的要求比较低，此处采用默认参数即可，不用修改。

' [7 c7 [7 z7 }& D7 w3、设置串口1参数
（1）查原理图得知，串口0使用STM32L431RCT6引脚为PA9-USART1_TX,PA10-USART1_RX,引脚设置如下：

（2）序号1用来设置串口收发引脚的选择。
（3）序号2-3-4-5-6设置串口参数，如波特率115200、8位、NONE无奇偶校验等。

4、配置ADC（单次转换模式）
（1）ADC简介:
☆ADC全称 Analog-to-Digital Converter，即模拟-数字转换器，可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，进而使用数字电路进行处理，称之为数字信号处理。

☆STM32L431xx 系列有 1 个 ADC，ADC 分辨率高达 12 位，每个 ADC 具有多达 20 个的采集通道，这些通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。 ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。

☆STM32L431 的 ADC 最大的转换速率为 5.33Mhz，也就是转换时间为 0.188us（12 位分辨率时），ADC 的转换时间与 AHB 总线时钟频率无关。

（2）首先选择ADC1，开启通道9

（3）进行ADC配置，这里保持默认即可。

（4）配置ADC的转换规则，选择channel9

5、配置项目工程参数
（1）配置时钟树，用于系统内部时钟，以及各个外设时钟等。此处选择外部8M晶振作为主时钟频率，内部最大倍频80MHz。

（2）完成配置工程。
备注：需要注意代码生成过程中的继承关系，如图所示：需要保留开发者自己编写的代码时，请根据配置设置，不然生成代码后会删除自己编写的代码（从这个方面也可以看出开发者备份自己的代码是多么的重要。）

（3）生成代码。

三、在KEIL 5中编写代码
6 i8 ]/ f, R+ }5 d4 y1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件
（1）找到刚才新建工程的存储路径，安装项目名称，打开项目工程。

2、添加LED系统指示灯提示
（1）添加每隔500ms，LED1闪烁一次的系统提示，用于提示程序运行正常。

5 ]9 o& r; {& W3、添加ADC相关函数代码
（1）在adc.c文件中添加ADC采样函数，返回值即是ADC的电压值

/* USER CODE BEGIN 1 */
& J% c @& k0 [& W- H/ t. y
+ D& z4 Z' ~# A2 y# f; R
/* USER CODE BEGIN 3 */' ^+ c: f: ]! [
$ Y7 P7 P+ m. z: ~: L
/***************************
; ?5 }4 u* Z6 w7 s
*函数名称：uint8_t z_ADC_sample(void)& N# |4 |9 ~/ Q; `
*函数功能：获取ADC采样电压& O# x) q; u# Z
*返回值：返回ADC电压
, H& y, N' Y, n8 s. `, ^$ B
*备注：
x: e% X# B0 A: V' E
****************************/
. y1 ~ T t* I8 d) {
float z_ADC_sample(void)3 f3 G* T7 W9 u7 y+ e* C8 ?- ^
{
1 m$ o/ \% k; F
uint16_t adc_value=0; //ADC采样
/ L$ Y8 v$ u' F: _# ]
float adc_vol=0.0f; //ADC采样后转换的电压
/ |; J, O% y* k+ ]4 G( {2 I; Q
for(int i = 0; i < 4096; i++)) ` ?# U" z8 O# I! z
{( M6 J! E+ }3 T
if(i%1024 == 0)7 z$ r: d' X' o* U* k4 |, h
{9 }& z# i0 Q4 i7 Y0 S
/* 使用ADC采样 */& o2 y e4 b" C" D
HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC单次转换
( }+ B& G, t1 `; o& o( W+ N
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); //等待ADC转换完成9 u$ O5 `, H$ Y. s' s
adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //读取ADC转换数据 g8 O/ v- K( l$ N2 R, Q
adc_vol = ((double)adc_value/4096)*3.3; //转换为电压忿
3 G% k0 Z# c& ~$ ?: j: O% G
}( e7 l# e- D4 v( E
}* G1 j* k7 H$ ?! _; n
return adc_vol;; N; l5 ^# d. B R
} 0 { s! ^6 \( b. k3 ~3 l" _( U: N/ V2 B
: a1 O* M+ m" N9 \1 X
/* USER CODE END 1 */

复制代码

（2）在adc.h中添加外部调用所需的函数声明。

/* USER CODE BEGIN Private defines */
* @' t F; r8 `# b- `. y
float z_ADC_sample(void);
( b% F2 ^. K4 O1 e0 p
/* USER CODE END Private defines */

复制代码

4、添加使用串口发送函数打印log的代码
（1）STM32 Cube函数库的串口发送函数分别为：

HAL_UART_Transmit、HAL_UART_Transmit_IT、HAL_UART_Transmit_DMA。本例程为串口发送函数HAL_UART_Transmit的展示。

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)3 e f9 i7 f( ~& J2 o5 Z1 i1 c
8 E l; c/ r& i4 J ?2 M I( h5 m
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size)# `! R/ B) y/ R0 m- p
7 s) X5 w/ Y- J! D+ E5 G
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size)

复制代码

(2）添加串口函数发送数据的log。

while (1)
7 m9 e$ b8 b* ]/ w
{
* N+ H& H- a5 F# O
/* USER CODE END WHILE */# D. e- I g/ Q; F, W3 ^, `# Y
) P* Q, Y( V# h, |) H' J
/* USER CODE BEGIN 3 */% { M6 h' Z; h7 N1 E& o% w! Q
HAL_Delay(500);- a+ H) ^7 s* l+ p
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0); //控制LED1反转: W h( d) A2 m# P' q9 h& N
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)"hello world,this is Transmit function!\r\n", 100, 5);
' l& K, n/ y4 N
}
$ ~% s/ D. j, ]9 h$ W' Q
/* USER CODE END 3 */

复制代码

（3）在main.c中添加调用和打印语句。

/* Infinite loop */# x; `" c* M$ d9 Z; o
/* USER CODE BEGIN WHILE */
6 o- K% W6 O7 {2 v; y
while (1)
" F; z6 x6 N& \2 Q E8 S
{
$ q$ p/ i( @5 b! u
/* USER CODE END WHILE */
; u! k" i; p. r3 D) ?
% i8 O& @7 n9 v0 v, j, q
/* USER CODE BEGIN 3 */
|4 P& c* M- s* q
HAL_Delay(500);
1 X, V+ v n5 h* \% T! g% |7 _
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0); //设置LED1反转3 B( R) F. ~! P& p& j3 J
adc_vol=z_ADC_sample(); //获取ADC的vol倿
9 ^/ q9 e9 K: f; s, D' _
sprintf((char*)str_adc_vol,"hello world,this is adc test,adc==%.2f\r\n",adc_vol); 3 }3 r4 l5 p$ H p. C* t) B6 y/ M$ E
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)str_adc_vol,100,5);) P5 s$ S5 W9 A
}; B# X% ^1 h0 c1 s! g* \
/* USER CODE END 3 */

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/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
5 ~, R. B& C1 } T4 n/ |2 B
/* USER CODE BEGIN Includes */
8 N& W; j3 i- K' o4 z% g$ J
#include "stdio.h"
; @7 Y! w% s# U6 b2 R
/* USER CODE END Includes */

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# A. J) c( o9 M) G, S+ D3 ?5、设置编程仿真下载模式
（1）选择Options for target ...>>Debug>>J-Link/J-JTRACE Cortex,点击Settings>>选择Port（SW），可以看到搜索成功SW Device，表示芯片可用，可以下载。

（2）点击Download（或者快捷键F8），即可下载程序。

（3）如果下载程序后，没有看到LED1灯闪烁，可以按下述方式设置一下（Reset and run表示下载后自动复位和重启运行）。或者重新彻底断电再次上电（或按开发板的Reset按键复位MCU即可）。

6、查看串口发送函数打印log效果
（1）设置串口助手参数为：115200、NONE、8、 1（和代码中串口初始化参数一致）。
（2）设置成功后，就可以看到串口打印的效果。每隔500ms闪烁LED1指示灯一次，且串口输出一个log。
备注：PA4接GND的时候，输出值为0V，PA4接3.3V的时候，输出值为3.25V。