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。

* N4 R1 Q& K3 {3 i* u* y

+ F' ^& t2 T4 T

) k9 a, V# r' k5 @. s' f; o4 f
, \" i0 M1 ?, C8 R6 K4 v6 p# a% Y* s* M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。

9 q$ E$ s& O1 h

9 Z4 P% l! J/ i; X* q$ {& D
) g2 T( L/ X' ]- G5 r! f& f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】
  I) @. K% V7 U9 z
1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；

$ n4 y- G& ~6 Y4 k3 v2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

/ Y7 k2 p  A% X- ^- x3、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；

+ h/ K+ C, _4 p, b( a% t4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；

* i9 }3 V" m8 ~; X& a" U, B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。

) ], b# o: w* Y

$ s0 p2 Y* f* M% X# n  H) r
# E, @% u! j; `7 ], C7 ~. J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：

! M. u) X  I$ b% X2 G

+ q" Z- _) D# j! H- W
再看看ADC的基本配置：
( s3 M0 a% C- o

5 G" n% h' n  R# c
* S" O3 a4 @+ E, b& h6 H4 \7 fLPUART的基本配置：
* [: P' K* C& u- {: p6 k
# B5 O' ?! V% o

; F9 \/ f$ O8 X
" c4 p. W3 W( z$ o4 X! g6 z% E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。
. Y- V6 F& `) y- Y- g2 W
" h3 q% Y  s* R8 Y2 R: [& {

+ @. X4 S  x6 g8 U
% u9 o' m. |/ M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。

7 g- ]# q" s! O; zSTM32G4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。
- z" u* p, V1 x$ c
, i- e3 _/ p  S6 f1 z

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。】
9 }* `8 _# L( p7 j7 l

: H9 r7 e' B8 z1 S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; O$ f; S1 @1 v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。
! U4 Y4 v( c: K0 Q( @+ `( D' H; a) D
6 C" w; ^+ K9 f  ?1 [

完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：

1. #define TX_Timeout (9999)
   
2. 
   
3. #define TS_CAL1_ADDR  (0x1FFF75A8)  //用于计算温度传感器数据
   ( W$ S0 A& u# b4 R
4. #define TS_CAL2_ADDR  (0x1FFF75CA) //用于计算温度传感器数据
   . G* J4 X1 p6 p
5. 
   1 D' \3 B" {5 O! f8 R
6. #define size1 (40)
   3 [0 o( i' i  y7 n* B
7. 
   
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   , u4 P* e8 X! \( R
9. 
   4 \2 b0 R1 _$ \& G/ `' V! h" k
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    6 z6 l1 ?. b! R. g$ y( ^$ C5 V! }
11. 
    
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    - j3 E( F) o* q' w9 H3 t# @) u0 n
13. 
    
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    7 s) T, O2 L( S' d4 q( [, V1 M
15. 
    
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    / R# C7 U, x$ W- A  z$ p
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
    
19. 
    % x( e( D  C$ e7 Q
20. int main(void)
    
21. {
    2 S: R$ I: ^2 |1 p* B3 Q5 n" A, d
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    6 }: |9 m  ~( _" L
23. 
    4 F+ B* }1 ?2 ]* c
24. /* USER CODE END 1 */
    
25. 
    & j& t3 s9 ~5 T# A
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    0 o2 t8 Q/ \: Z! [1 X9 N& W  x4 }
27. 
    8 X8 U5 C$ U6 S( [, ], u8 L
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    7 U' E: U/ A3 t; u1 [  J# E
29.   HAL_Init();
    ' U( n, t9 q( J$ l$ a8 v
30. 
    
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    
32. 
    
33. /* USER CODE END Init */
    
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    / ?( h9 g. H3 r/ H1 z- X, ^
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    1 P( H) ?1 `, s9 J6 p
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
      q+ v0 P' p, Z+ ^
39. 
    " Y" g) c: o5 U4 K( h
40. /* USER CODE END SysInit */
    
41. 
    ) B+ J8 x' ]% a6 K7 z( j7 Z
42. /* Initialize all configured peripherals */
    5 g4 D) h! ?9 }& l, T
43.   MX_GPIO_Init();
    
44.   MX_DMA_Init();
    
45.   MX_ADC1_Init();
    
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    % O/ S3 A' P4 [& R5 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
    2 _$ j% l2 j, `0 c* y
51. 
    
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    
53. 
    
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    % Y; g; U' D$ S! L
55. 
    7 g2 X' U8 G3 A/ R1 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 z2 k9 I1 I$ l9 s4 \
59. 
    
60. 
    ! h, r/ q9 Q- x& Z' v3 m
61. /* USER CODE END 2 */
    / G# ~5 f- i( Y+ l" B
62. 
    
63. /* Infinite loop */
    - o8 `& n) u& a% P9 f5 x4 R
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
65. while (1)
    
66.   {
    
67. /* USER CODE END WHILE */
    : i' `8 ~' X8 f$ E5 o8 y
68. 
    7 x9 q# m. q: g6 u  |/ ~
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    8 J( S- |+ D2 s
70. 
    # d7 r5 J! F: C& {$ L- W
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    
72.   {
    
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    
74. 
    ( H" G. ~7 S; ^! F
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    
76. 
    * B3 T4 q8 w* q( e
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    
78. 
    - M2 ]: _6 J# X5 |* ~: l0 z
79.       EndofCon_Flag=0;
    ; Q0 ]( R3 B! \& b$ b$ E/ ^
80. 
    
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    
82. 
    9 a2 U& j0 b: }, z
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    * [, Y+ E/ \: f* n
84. 
    
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    ' F% N: n' }/ I  K) h
86. 
    
87. while(Completed==0){}
    ' ?8 O) I' {6 D, K8 U' B
88.       Completed =0;
    2 O- e2 N0 r2 @1 z
89. 
    
90. 
    , Q4 |1 T0 a: s
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    ' ^5 q9 \) \8 L) O0 L  C" r9 ^
93. 
    9 a- H6 B7 S! O6 L, E( w
94. while(Completed==0)  {}
    3 {! z3 o: e$ I+ G3 n! H. c/ O4 @! J
95.       Completed =0;
    
96. 
    
97. 
    ) e# M" [1 R4 q
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    ' Q8 |7 {- |; c! u( g# P
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    ' u8 t; x% n3 J, c, w7 T3 M" k$ j
100. 
     
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     
103. 
     
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     
105. 
     
106.    }   
     
107. 
     
108.   }
     
109. /* USER CODE END 3 */
     6 j, g3 }0 v: @# }) I" F  ^( F
110. }
     
111. 
     ( B6 k* h2 x: V/ G: E- h
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     
114. {
     0 w- H3 g3 Q- P& d8 n/ J3 ^
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     1 @  R' A5 V; h- e% @# ^# k* j
117. 
     
118.   convCNT++;
     
119. 
     3 R4 f  V8 M& \: A+ f: [
120. if(convCNT==3)  
     
121. 
     
122. {
     - v- F. {$ y- y' ]5 k9 T
123.     convCNT=0;
     . x9 m. v" `/ Q: G# S6 \
124. 
     ! I6 J( b; e: R5 |, E
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     6 d$ T3 V5 G% E2 ~4 P4 [
126. 
     
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     
128. 
     
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);
     
132. 
     
133. }
     
134. 
     
135. }
     
136. 
     : L4 x; S' U* |' t% |/ U8 Y8 s
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     
138. 
     
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     + w; d0 W1 F3 V7 G6 G6 j! Q. q
140. {
     
141. 
     3 h9 g3 Y$ g8 Q7 M$ D
142.   Completed=0xff;
     1 q/ B/ W' ~+ f2 Y# Z: U! r$ ~4 D; c! ]
143. }

复制代码

$ }6 }% J2 L* a/ {  B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。

  F& q/ U5 ~8 D

& c( Z% t9 W* r5 `

. W* S' T; ~2 B! W$ Q6 K8 R. w0 f
针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：
1 M. p: V+ x3 a3 K' b6 d
: K5 Q9 S( H3 i, Y" l) x1、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。
9 R$ _( T- b( h* d4 W9 K1 O
7 K& c1 E; n" B  `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》】

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：
; Q9 M1 I, h! Z* i4 W  r
- a6 e( Z+ c) L; k( n6 X  J, ?( ^

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   0 r# ?. c1 h4 |9 p( Z
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   
4. 
   4 s3 ^  I' b0 ~: V1 q8 f
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

/ [  `2 D# q# p3 \9 A9 A& v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。
! x0 Q" f: x2 t  r3 M4 v0 c

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。

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。
8 t9 n; D% J7 |/ K! z1 h) e
下图的三路波形是我调试时辅助使用的。

# Z: X7 ~& |/ m  y! ]3 r8 {第一路表示计数器的计数变化，显然是单向向上计数模式。

2 O5 w9 x/ l) i" t! H; ^" K第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。

6 e0 w8 m3 Y# Q, T: w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。

% I/ l* J' [. z& d& C
  N3 H1 ?! G4 Z1 m+ A3 I0 ~

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  h4 _4 ]; z8 G4 U' A2 ~, @
+ H* n6 {; a' B7 }" m