# B, ]8 {8 k6 N  ]1 {% ]
  u( o5 |8 v' k8 s+ f
很多STM32芯片里往往内置了专用的ADC通道，比方用来测量Vrefint,VBAT的分压或温度传感器的输出电压信号。不同系列所内置的模拟信号通道可能有差异。这里以STM32G4系列为例，它内置了对应于Vrefint,VBAT的三分之一分压和温度传感器的输出电压的专用模拟通道。
* p3 A' ~& P# U& o) J& S. n* a

+ T* x, q6 ?4 X

下面的示例就是针对上述3个通道进行ADC，并测量相关电压和片内温度，最终得到3个结果，分别是VRefint电压，VBAT的电压，片内温度。
" x: g) M: V% l% w
+ q/ x! |& D0 d  S

3 Y$ I8 V8 h; G4 `- M$ c
实现过程是这样的，大体分四步：【有点点麻雀虽小五脏俱全的味道图片】

1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；

2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

3、对ADC结果进行换算，得到电压值和温度值存放在特定内存位置；

4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；
: U2 X1 p- D: Z- e% b! x3 z0 c( a
+ `7 D8 S# j% j, X: Y) y; x其中，TIMER1的CH1输出PWM波形，其更新事件做ADC的转换启动信号。每次的TIMER更新事件触发ADC，3个通道扫描方式转换。这里的UART使用片内LPUART，使用它主要是考虑它跟板载虚拟串口直接相连，没有其它特别用意。
3 I# [  U# e7 q8 @; p3 T7 B

我使用STM32G474Nucleo板来进行下面实验。其中VDD=3.3v,VBAT与VDD相连。另外，ADC模块的参考电压也是3.3v.
% T2 H: m* G: H) N; d) p. \
# T7 W% e4 n1 |8 R* c使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：
3 l/ Z& t8 h& v- \; ]
# a: Y9 o2 x. b) F0 ]* ^

再看看ADC的基本配置：

5 o$ ?+ ]. j4 t$ Z; c

3 a6 o( G. h. I2 W! \LPUART的基本配置：
% O6 k, f2 n1 I; ^9 A3 `

! N$ P, h9 J/ D1 ^/ Y
, i+ s; `4 D" e( \9 s  H5 b8 g4 o因为要使用ADC中断和UART的DMA传输，记得做ADC的中断响应使能配置和LPUART的DMA配置，这里只使用UART的TX DMA功能。
% G$ _4 E7 f" r" _! w: @; ?
6 ^: G1 l! b5 R# l1 [

# J2 |! J1 i2 W. l0 g5 v% @
7 Q1 I6 p9 o( H- i7 ?* F! @使用CubeMx主要配置主要是上面这些。

在组织用户代码前，先简单介绍下片内温度传感器的内容。该温度传感器针对不同温度有不同电压输出，其输出电压跟温度呈线性关系。ST公司针对片内温度传感器在两个特定温度【30℃和110℃或30℃和130℃】、基于特定参考电压【3v或3.3v，不同系列以数据手册为准】生成了1组校准值并存放于片内特定FLASH位置。
& q% u: x8 L* m# L4 G
. d$ C: f! S) y1 a8 r+ G! HSTM32G4系列的校准值是在参考电压为3v,30℃和110℃条件下的两个值，在数据手册里还给出了校准值的片内存放地址。
. K8 s! O9 [& ?2 s5 H. @
+ a! G, |9 y. X, k1 K

1 G6 e( s- j% `1 Y4 ~
. {! X, [* ^# U* I  f/ o, `) Y针对这个温度传感器的使用，ST公司在参考手册里还给出了计算公式。其实，有无这个公式无所谓，我们不难自行推理出来。【TS_DATA代表某时刻测得的传感器输出电压对应的转换值，TS_CAL1/TS_CAL2分别表示在30℃和110℃条件下基于传感器输出电压的转换值。】
0 O  |3 ]' G4 L+ u% l( N0 Q
4 C, ~# M# O- e3 u

  ^- @1 }; a/ \8 W另外，前面提过，ST公司在手册里给出了温度传感器的两个温度下的校准值，但要注意生成校准值的ADC模块所用参考电压跟我们实际应用时AD模块所用的参考基准电压可能不一致。如果不一致，就必须将ADC值换算成同一基准参考电压条件下的数据。目前在ST手册里也特别强调这点了。我把上面一副图再贴一遍于此【见黄色语句提醒】。
" m+ ^) x/ w$ o
& h* c$ l1 I5 L0 V! `

  C( `! q5 b6 m7 ]; T& N/ d: v5 w关于这点，我们也不难理解。同一待测信号、同一ADC模块在不同基准参考电压下转换值往往是不一样的。见下面示意图加以理解。

完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：

- [& ]5 ?6 I0 Q! y$ b

1. #define TX_Timeout (9999)
   6 ~5 f9 P% v. J' x
2. 
   4 u2 V6 t3 f: V% U
3. #define TS_CAL1_ADDR  (0x1FFF75A8)  //用于计算温度传感器数据
   ! W3 t, e! R' Q' e
4. #define TS_CAL2_ADDR  (0x1FFF75CA) //用于计算温度传感器数据
   7 q( I8 K& E* w8 E$ Z4 I; J( x
5. 
   
6. #define size1 (40)
   
7. 
   
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   , J$ h; b6 p" W3 B% e  g
9. 
   & Z+ p0 Q- n9 {
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    
11. 
    ; S& P9 X& ~  r( x: Q
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    7 x, _7 t& H9 f2 g6 _" w+ s+ R
13. 
    . |* U( H' B$ Q1 S8 c9 ^
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    1 U# x( ^/ s+ B5 x( I1 Q- {
15. 
    
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    ) N1 A2 z, S5 ?" Y$ H
17. float    VRefint;  //存放Vrefint电压最终结果
    . V. _* B& ^4 t  A8 d
18. float    Temperature;//存放片内温度℃最终结果
    
19. 
    1 {: k1 C  f& w7 M( M: c/ q1 G
20. int main(void)
    
21. {
    
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    
23. 
    7 D, X- g- ^0 S9 K
24. /* USER CODE END 1 */
    
25. 
    4 ~) p9 P/ B6 D" p9 @7 ^
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    - S" ]5 l. {) U0 t" W# ?
27. 
    
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    8 P$ J0 D7 }1 \+ @% I3 L
29.   HAL_Init();
    
30. 
    ; r3 _7 r# h( e! F+ T( M
31. /* USER CODE BEGIN Init */
      Z3 k2 L4 E1 t3 ]* V- S
32. 
    
33. /* USER CODE END Init */
    
34. 
    : U+ H8 H+ X( K* q0 |/ i7 S
35. /* Configure the system clock */
    $ X& H+ L3 [( X
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    " B6 Q3 j" d4 U8 J' Q
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
39. 
    " M, `9 R) \) q. w( u7 I
40. /* USER CODE END SysInit */
    . P" \7 o+ a5 [: y, _
41. 
    
42. /* Initialize all configured peripherals */
    2 L: E2 a. B% ^: {: m
43.   MX_GPIO_Init();
    ) X: k# J0 r4 B) i9 C! _) `
44.   MX_DMA_Init();
    8 a9 \8 w  a6 U- `7 D5 g/ f9 p
45.   MX_ADC1_Init();
    ; H, ?- T3 D+ a& L( p$ L2 E
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    3 M% ~3 M. N3 K$ L# E
47.   MX_TIM1_Init();
    
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    
49. 
    
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    
51. 
    5 ^* ^1 F5 t" P
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
      V7 H/ I6 P8 A4 b1 O9 o
53. 
    
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    
55. 
    " M0 O7 U/ t. d* Z
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    
57. 
    7 I) c* [: ~" Z& A" r  k
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    7 s( {$ t. ^3 H; i; u
59. 
    
60. 
    
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    ) c7 u. ~5 T. G" m6 b' V
63. /* Infinite loop */
    1 A3 J( Q* V7 h3 p* ^/ J3 q7 n# l
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    8 |9 ~! d5 ^5 K+ F- t$ i
65. while (1)
    % R/ k) C% J, l+ [, C" H& d
66.   {
    
67. /* USER CODE END WHILE */
    ! E( ?; o) }0 d$ t* v6 J; Z
68. 
    $ v/ l, ?8 H* A; Q1 ]4 {
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    8 y! W& `" _9 q: l
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    1 E  n2 J  u: H- u2 ~+ o, d  e
72.   {
    6 C6 d6 n1 S! [
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    - ^# |+ s2 u5 U6 |! Z& a  S+ C- E3 h
74. 
    % k# ]8 S- p( x0 _6 \
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    
76. 
    
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    
78. 
    % p' Z  u% J$ t: f3 d1 E
79.       EndofCon_Flag=0;
    
80. 
    ! j! z4 [# S  _8 B
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    
82. 
    
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    9 @. N5 R8 z4 a
84. 
    / n8 ?; O5 G* a) X; A
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    % Y  U! e8 H4 w
86. 
    
87. while(Completed==0){}
    # Q7 o& t0 s+ f0 V3 [
88.       Completed =0;
    ' |0 c- V% H' b: E2 `% G' f
89. 
    - x: E# q# b0 U% S( n3 V
90. 
    3 i2 c  |( \: J2 S1 F
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
      R; a1 |% E' i( K9 k9 A$ z
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    - F/ C/ [+ N; g# H8 u# d& g8 y
93. 
    
94. while(Completed==0)  {}
    - T8 @) Z; H6 D$ ?4 [
95.       Completed =0;
    & a8 _1 u4 s  X* w
96. 
    : J, j! ]: d4 J
97. 
    & I/ P7 _2 G* ~. X
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
      g7 L1 d. ]4 K# }! a# g
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    : ~2 {' Y2 k' r1 {( j/ q2 P
100. 
     2 `9 }5 @8 V" x* z
101. while(Completed==0){}
     & p' p" H4 C' F. X( Y& E$ {+ @
102.       Completed =0;
     
103. 
     2 _% D: ^6 q5 Z- g. e" F* e8 ]
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     / ?/ n2 e7 G! S& A6 ]
105. 
     ! s: v. w& R7 G
106.    }   
     , P  S2 m+ e" g
107. 
     ) x) n. Y7 m2 s3 t" {; E. J
108.   }
     / _2 i! z3 v: j0 y8 j; b
109. /* USER CODE END 3 */
     
110. }
     
111. 
     
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     
114. {
     
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     
117. 
     
118.   convCNT++;
     * N9 [. c" T1 Y: H2 D! ?2 G  w
119. 
     ) t7 f' w( v4 G# b/ i6 g
120. if(convCNT==3)  
     
121. 
     
122. {
     
123.     convCNT=0;
     
124. 
     3 F( L1 v  @1 D  G; {# q* v
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     
126. 
     
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     
128. 
     2 S* A- Z! g$ o& _
129. sprintf(InVol,"Internal Reference Volt: %5.3f  \r\n",VRefint);  
     
130. 
     
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     ' U$ I, ~- U, W; k, o8 h
132. 
     , Q! K/ i3 ~, n8 T( L9 A
133. }
     / h1 [: I- f5 }/ ?% P: W; w; n
134. 
     ' `" h$ F& ?; A6 y( H: }9 [
135. }
     ( k3 ?  d+ f& L' X; r
136. 
     ( U1 b- u  ~' \; F( v
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     
138. 
     ! h( a: {; W$ C4 a: n
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     * U/ `5 t7 E7 k$ I
140. {
     - V# N0 }5 v7 A0 X' J
141. 
     4 p& @2 N$ q2 p
142.   Completed=0xff;
     + I/ u2 P; y; l
143. }

复制代码

: s; g$ h6 ?' S/ {0 a: h( L: C基于上面的配置和测试代码，我们就可以看到最终的结果了。定时器周期性地触发ADC，每得到3个ADC结果就进行数据处理，然后通过UART以DMA方式传输到串口终端。注意VBat电压是测量结果再乘以3得到的。

9 G6 q& r* U( B$ o9 n/ z3 _+ I

, D  n! \2 h7 A- O
针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：

+ F2 a) ~) T1 {& V, e) z4 |5 s$ s- ]8 a1、针对温度传感器做测量时，校准时使用的参考电压与实际应用不一致时要做换算，换算成相同参考电压的数据后再做计算。这点前面也提过了。
  m6 M9 }! A* v# R5 K
2、使用TIMER的TRGO触发ADC,如果选择类似比较事件、更新事件来触发ADC时，此时ADC对触发极性的选择是无效的，或者说ADC的转换仅依赖于触发事件时间点。如果是选择TIMER的Ocref信号作为触发源，此时ADC的硬件触发的极性选择是有效的，可以是上沿或下沿触发，甚至是双沿触发。这时就得根据需要选择合适的触发沿。【可以进一步阅读本公众号文章《STM32定时器触发ADC的时序话题》】
) A2 d+ v. G. n: K) t
3、这里使用UART的DMA传输依次显示三个结果于串口终端，三个启动UART DMA传输的函数须保留适当时间间隔，即等上次传输完成后再启动下一次传输，因为这里每次传输使用的是同一DMA通道。否则没法全部正常输出。比如若把上面3次UART DMA传输的代码改成下面这样子：

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   
2. 
   - i- n5 l( M3 J+ `+ [- ~- w$ U
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   , A; v5 j5 c) \9 Q8 ^
4. 
   
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

6 U; c2 y# [* U8 q0 x( i/ ~这时输出结果会变成下面的情形，总是只能看到一个结果的输出，即第一次启动的DMA传输结果。
; j9 ?- K5 R7 o
' G: b2 N' ~# N! ?3 ^" v

7 S1 K/ {7 x0 z) Q
% J# i0 M$ |/ t# V0 `% {# _! f如果想省事点，直接在相邻2次DMA传输间加上合适延时也行。我这里根据DMA传输完成事件来决定执行下一次发送。在DMA传输完成中断里设置Completed变量为非0值表示当前一轮DMA传输完成。

& D; L! j  U# M/ X: g5 Z4、对于那些在中断和主程序里都会被访问的变量，记得将它们冠以volatile。

$ ^+ n* D9 ~; Y" P% V- Z" e0 J6 V下图的三路波形是我调试时辅助使用的。

第一路表示计数器的计数变化，显然是单向向上计数模式。
4 n2 N- T  {; i" F: S
第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。

$ I1 Y3 ~+ O0 J6 A, F第三路是我每次基于DMA实现UART发送时拉高拉低的波形。平常管脚电平为高，在实现DMA传输过程中拉低。
2 C- I3 Y* B7 C

& |$ h) L7 j  \2 W4 k, t8 N

如有侵权请联系删除
转载自： 茶话MCU
" U1 @/ g  k) P' v1 {" P: ^
" T7 _4 o, y/ K/ ]  `

  h" P- }& W) T
7 l7 \* b2 t9 t) F, a