【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：- ~ u9 [' N" h3 f0 A7 ~
1、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

% D$ K2 R& y0 h' S/ V
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3 E' ]+ |/ o8 ]4 E/ ~
1、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。

1 Y6 ]- _3 B5 I3 N3、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1 o6 y ^2 e1 {! q6 g9 h. [
1、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。

/ k) p& F) t5 g3、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 */
1 {( D# _3 t \' _; j/ ~& v
7 Y, P, N9 [$ ]- b6 L
/* USER CODE BEGIN 3 */
4 `+ l, l. `* {& L! ]/ ]
p4 v i- e2 ?3 |0 t
/***************************
- n0 C) x2 A e! M
*函数名称：uint8_t z_ADC_sample(void)
: F* m+ M! Z1 M" N; g% d5 P
*函数功能：获取ADC采样电压
. X- Y: u' d2 E
*返回值：返回ADC电压: g" A/ j: u% c: m
*备注：6 E" j4 o( m' T8 e6 X" |6 B3 E
****************************/
* b0 A8 } z( L8 t/ G
float z_ADC_sample(void)
6 i7 s# u) b" l
{
4 W& M, O, @. \$ @5 R( G2 q8 A. q: I2 b
uint16_t adc_value=0; //ADC采样
/ e$ Z/ `9 b4 ~
float adc_vol=0.0f; //ADC采样后转换的电压6 J/ E7 p, T6 u6 c
for(int i = 0; i < 4096; i++)8 [8 d% j$ ~. j
{4 M, h# M, D [( s4 k+ o( C
if(i%1024 == 0)
) w, h2 X3 Q9 ]- y# T/ x
{$ E. b( c& M, ]: `& d, v
/* 使用ADC采样 */! F4 a* |5 A1 b9 W# V2 v/ O- ^
HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC单次转换$ g6 \( @! T, {. V, q8 a+ r
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); //等待ADC转换完成
; k [+ c- L( O7 N+ i4 [! A/ n' @4 W
adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //读取ADC转换数据
- m( h$ f7 m" \ R" L; x+ o. b
adc_vol = ((double)adc_value/4096)*3.3; //转换为电压忿. f! f3 p5 a3 e" ` l
}5 x9 q" ~' Q2 G8 k& p) j: G; a& v
}
% P/ y$ ^9 }4 Q6 b/ i. x- o
return adc_vol;
v8 u6 U' y9 ?+ g2 ^
} % C6 o+ \0 R @, D/ u& R3 I
5 i4 r* f2 t0 c* |6 T+ _* z9 ^
/* 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 */& P2 G; W& \) Q. I/ d$ e# L+ T$ M" H
float z_ADC_sample(void);
9 z5 X1 H1 n$ |: v$ n) J
/* 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 t0 z. r2 `
n8 o% G8 x# D9 P# i. A! b2 Q
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size)
Y& t; F! ?' m$ S" b, m# s
: _3 [8 l' C- _' u0 `
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef * huart, uint8_t * pData, uint16_t Size)

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(2）添加串口函数发送数据的log。

while (1)
{3 q9 t) q1 z! ^; Y, ?: y0 G$ J
/* USER CODE END WHILE */. Y9 b- x# S" J0 ~- ^# b, k/ R
" q- H4 Q- s! }, f: k0 O% J
/* USER CODE BEGIN 3 */
& ]2 t8 @: x* B' h' r" P
HAL_Delay(500);
9 j$ C- I$ H' x0 i0 F! W
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0); //控制LED1反转) @, n( H2 l8 `
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)"hello world,this is Transmit function!\r\n", 100, 5);
Y) S0 A, X$ {+ D4 r5 ]2 \
}% A7 T* w$ b1 F; X7 v
/* USER CODE END 3 */

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（3）在main.c中添加调用和打印语句。

/* Infinite loop */
* ?% E5 k/ f2 m6 ~, @
/* USER CODE BEGIN WHILE */ B7 @6 M0 x! ]( e% ]* D7 e
while (1)# B% W4 m# H1 s" `& S# ^ p0 s
{1 J0 r% C5 v( Y0 D; ?
/* USER CODE END WHILE */
# k6 ?8 `+ A& J6 A0 b2 `4 `8 g
& l% O) f% D: d4 |" c# ~( r* L
/* USER CODE BEGIN 3 */; h, c. _6 T5 ~
HAL_Delay(500);
' {4 Y r) P3 C" ]( Z$ P
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0); //设置LED1反转! g) W, f! C* `. y
adc_vol=z_ADC_sample(); //获取ADC的vol倿 6 R/ F. a+ w; L' F
sprintf((char*)str_adc_vol,"hello world,this is adc test,adc==%.2f\r\n",adc_vol); ! A, _2 c- D' ]* E2 m( U; o6 l3 c( d- D
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)str_adc_vol,100,5);
- n q- L( c* x( y+ n+ M/ o$ X
}, }: N& N% d) D2 U6 \6 M
/* USER CODE END 3 */

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/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
% \9 _0 ~4 U$ F& F0 r7 d& t
/* USER CODE BEGIN Includes */( W' q/ d E5 I- `, ^% P0 ?% O( f
#include "stdio.h"% u6 J! M ^7 ~) U
/* USER CODE END Includes */

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9 a/ s T" J+ d. O0 W
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。