$ E2 |9 z8 q. o6 _
4 v/ W" R, e  x% P$ j; Y
2 Q$ `( a1 U' T) b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。
9 c, Y9 b8 w2 ?* M! D! x
/ a7 i) b5 R9 p- b/ ?" c

* p7 p9 M4 K# j: i

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。
* K  e' v! L( R& U2 t
* W) ?! G) f8 O, @# l

9 g3 k1 G7 S: F! n' u( [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】
  B2 H+ f+ i6 i& x9 h4 B* H
1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；
) i5 n5 x, O  r. x* E- u0 h
. M& ]& s# U) c+ g( W2、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；

1 j) E; b, n  M+ `4 j" n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。
! d! A% O7 @7 D

1 L3 u! B0 v% n3 N: k! Y" X; q( D8 N. J
, K, y/ k, ^" u% @2 n4 _& x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.

使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：

: F5 E! z, X- ]& Z
再看看ADC的基本配置：
6 K$ [7 Q% p+ B/ D% O4 C0 |6 z6 i

& e' j3 t  S/ R
9 G" s6 X1 g4 f5 b5 CLPUART的基本配置：
4 P6 A/ @/ P  f$ b8 u
8 j+ m2 R: p: W+ ~8 ^

. ^1 O: M2 ^/ F9 e; P
- R: {5 J* S8 ?4 Y2 Y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。
, J1 Y7 Y( p: H) m
/ ~  V  S: j" w& }9 A; q* L: C

! X, c6 C: ]8 T) G使用CubeMx主要配置主要是上面这些。
! x& u" s, I" j; F
$ k8 \+ u/ H$ S! K9 b; {2 I) ?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。
' [% O+ [) J. f$ o7 i4 D
, i2 H2 Z4 ?, OSTM32G4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。

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。】
8 T) g4 u5 r' u5 `& l' w7 V
4 {( f" p4 l2 g) c

2 D$ @+ s7 i/ ?3 Q' K
5 Q" G2 h( w2 V- ^1 u, I) 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】。
% U# x- U9 j, h4 H4 \

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。
! a  Q9 U% h/ J5 }- X) f6 l, H
) X  d/ B/ R% w4 ^, T% e4 S

& V" W$ u/ U# w8 U8 w- I
% M! a$ ]+ Z( P/ h完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：
4 V" P$ s3 J" h7 W/ A5 c

1. #define TX_Timeout (9999)
   
2. 
   
3. #define TS_CAL1_ADDR  (0x1FFF75A8)  //用于计算温度传感器数据
   : h# W( a; G. ~+ z  `7 [: }
4. #define TS_CAL2_ADDR  (0x1FFF75CA) //用于计算温度传感器数据
   
5. 
   # W3 e" K  G2 w1 M- C% ]# F0 \% V1 O% o
6. #define size1 (40)
   - S5 _9 N2 }6 M
7. 
   
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   + }; v. _1 L( }+ Y7 s* S/ f
9. 
   
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    7 N( H/ X2 y% \$ h7 [2 w% X! f4 U
11. 
    
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    9 _! e  g3 w7 F, S0 @0 o  p' B9 V
15. 
      b. R. F1 {4 @& M" G8 m- K0 U) V
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
      x+ d; ]+ g* \. f/ R  H
17. float    VRefint;  //存放Vrefint电压最终结果
    
18. float    Temperature;//存放片内温度℃最终结果
      K- U& L/ W6 b# V0 V- p/ I" R7 Y2 q% I
19. 
    
20. int main(void)
    
21. {
    
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
      [/ {: T5 k' ^' H% K2 m* K: F7 f
23. 
    $ z# w- Y  Y3 h: g
24. /* USER CODE END 1 */
    
25. 
    & @! B" p* K% A- x! ~* e# r9 v5 z+ r
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    - I  q+ x3 ^2 ^0 \- j0 I+ {
27. 
    * }7 |0 r$ L/ n  N8 v+ f
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    ( ^8 |! O, `- s. b7 C7 P
29.   HAL_Init();
    - T9 x0 i  B6 O9 H3 U
30. 
    
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    7 J8 t, z& v. e
32. 
    2 K% o. W7 X5 w/ ]
33. /* USER CODE END Init */
    , S& N% E5 ?7 A8 r: U0 T4 z
34. 
      c- k' b8 P/ Z" T0 M& j
35. /* Configure the system clock */
    : o8 `* U1 b' t
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    5 r7 q9 L* f/ m6 g
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
      g. K2 `# Z% n. ]5 ?* H
39. 
    8 N3 ?0 B9 X7 p* r- e+ C. [- U
40. /* USER CODE END SysInit */
    : Q0 t% z1 \0 L9 v# U
41. 
    
42. /* Initialize all configured peripherals */
    
43.   MX_GPIO_Init();
    + V/ R0 |9 e( x; E6 t, v
44.   MX_DMA_Init();
    ( f0 O  A; T) v$ m: \% t5 Y
45.   MX_ADC1_Init();
    
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    
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. 
    ) o2 {; V2 i: u6 k. r. \' d
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    + w8 D* v7 i# n7 [+ J. y0 q
53. 
    
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    0 v) I3 Z6 u) O+ }( Y
55. 
    ) Y; l$ S: \+ p8 p* s8 T- Z; a* }
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    
57. 
    
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    9 R$ q. e3 a/ y. N
59. 
    
60. 
    
61. /* USER CODE END 2 */
    - B- c4 \" v# s4 q% l
62. 
    0 G6 n% l( F+ W
63. /* Infinite loop */
    
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    4 T6 v" C% x: A" r" j2 p+ S( J
65. while (1)
    
66.   {
    6 z5 B+ U% x" f+ ^' e, [1 c
67. /* USER CODE END WHILE */
    
68. 
    
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    
72.   {
    
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    
74. 
    
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    
76. 
    , i( T# A2 Q( p& Q3 g  K
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    
78. 
    $ \! T# q4 e! ]+ e0 v: C4 E
79.       EndofCon_Flag=0;
    ! m3 }  |4 R2 w/ e# Y
80. 
    : ~, ~" T5 E, n# [  N
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    
82. 
      m  L+ _) a. h8 E  B" c* P' T* M/ ]
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    - \0 s9 D) P; S5 \+ \. V4 z
84. 
    
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    2 Y7 A4 q/ a* Q  L* o) {$ N" i7 g
86. 
    & |4 P- [* a+ M
87. while(Completed==0){}
    9 c9 p' d( m* n3 Y+ f  L
88.       Completed =0;
    5 J: V- o, ?' |4 `2 v) G' B
89. 
      j- s- J2 n5 D7 w
90. 
    
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    
93. 
    
94. while(Completed==0)  {}
    
95.       Completed =0;
    
96. 
    3 B* w( J# N  o# l) M% V- _
97. 
    
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    
100. 
     ( ]# `" J% M) q& Q; f
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     ) \/ q# u" z: [0 h# d2 X7 ]
103. 
     
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     ! E( P* i" [3 b
105. 
     6 B; E; Y( }5 d' z' L- Q2 V& F" F  n
106.    }   
     
107. 
     
108.   }
     
109. /* USER CODE END 3 */
     * A* t" C) j3 r- `6 v& b4 P5 z
110. }
     / |; J, n6 q4 _* k$ z
111. 
     
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     
114. {
     1 A/ j- X4 ]2 ?% x8 Z
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     ; n$ W- T8 t1 l; t
117. 
     
118.   convCNT++;
     
119. 
     ( M, V5 @$ C/ r$ r
120. if(convCNT==3)  
     
121. 
     
122. {
     $ c3 r% K2 `& Q) @, M  ^
123.     convCNT=0;
     9 {5 ~+ B3 P, R9 N
124. 
     
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     # {1 Z9 y. X: \, s/ K# S
126. 
     4 z( f4 s& j( E8 v% z* v
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     
128. 
     
129. sprintf(InVol,"Internal Reference Volt: %5.3f  \r\n",VRefint);  
     3 R; `. l' x4 ^8 G
130. 
     
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     * X$ _4 ?; G  z( y
132. 
     9 |& B5 l, Q& _0 F( f7 I" b- J
133. }
     
134. 
     ; K; r7 ~8 K, b
135. }
     
136. 
     ' r& @; M; Q$ i
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     $ h5 ^4 A' D. ]. T, _% K* ?
138. 
     
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     
140. {
     9 L( h2 P: t# t/ V3 g- k4 Q7 A
141. 
     
142.   Completed=0xff;
     * O. I! }& N! _+ D, s, T
143. }

复制代码

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。
# }4 e1 |& Y* [' l
6 Z; L! C+ X) ?! ?: h  {

/ l4 y( x( S: b

针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：

7 C" p9 s. Q9 `- U6 N1、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。
  B/ f9 x8 L" ^9 ?' W2 W) F; M; T
% l1 p. I' O* `/ S2、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》】

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. 
   2 d% W1 C$ G0 m* _6 z3 L+ B+ }
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   8 ^1 |9 I( C( l( D
4. 
   
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

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。

/ F+ M2 F2 h( y! K$ z: S

" R3 m- g# _1 F8 a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。
* o' j' J6 ]1 T; G- ^
4、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。

  o9 N  [, C; [8 q0 J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。

第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。

$ A* A# @- Z, e0 y' m8 c  H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。
  x6 f6 K/ n( J: c

, N, k0 S' R* P2 `! P& [6 ~

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7 k4 l/ c  `4 z. [! E5 T
( g! p8 E7 I; |* C% i

7 e% O* p* p3 J/ }$ K+ |