5 o( Y+ V7 @/ X9 i& @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。
- W9 H5 a1 ~& I8 ~# I

5 j& u8 O7 c% N* s' P+ @* T

1 l' p$ P' h$ n  @) I: J) l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。
! E' h# }  z7 Q
- [* h( \# d; d

: ~. l8 T6 C1 T8 `" P3 z1 Q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】

) Y! R, U6 F$ U7 c2 c' t1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；

) H6 {: d* j2 f9 x2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；
4 J0 _0 [- F' e1 \% g% `
2 S8 T3 I( [1 k' u- a4 |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；
! s  N1 O0 a7 @( {  m$ y$ I2 M
4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；
# g3 Z5 Z( C- ?$ ^+ W
+ D/ S5 T8 n, i1 R3 E0 R" `: I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。
" S; G% i+ W. X/ d

/ D; L; K. {+ }# K5 ^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.
5 l# a* v' O6 M! E% j/ N
使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：

再看看ADC的基本配置：

8 z9 [5 A' o4 N
LPUART的基本配置：
# N* Y& z. U. e! M

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。

使用CubeMx主要配置主要是上面这些。

, @4 q; I3 T4 }0 I% E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。

. P  \' l1 [' {& e9 T( {* O# ^STM32G4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。
6 Q. ^, p9 X6 R+ E0 q7 H  D3 V9 u/ J
1 l4 T. j8 e8 _# l7 u" u, A

7 @; ?, z: {" Q5 k9 }  y
+ ], v6 C% k1 m1 ?( ~. E( R/ l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。】
  w! y! U3 E( q9 S( n" Q/ ~

; B, F! Q" E" L8 L
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】。

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。

5 S4 P: J8 ~3 _  ?+ O0 G

. E& ?9 h! H7 w. `2 j% J5 Q
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
   
4. #define TS_CAL2_ADDR  (0x1FFF75CA) //用于计算温度传感器数据
   : `; z; d& |- T9 G$ K: [
5. 
   
6. #define size1 (40)
   # ^/ R2 t. h% z
7. 
   $ n& |+ T. ~& C8 i
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   + C# T! j9 Z* x( o: ]
9. 
   
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    ' H* R2 n5 N7 @  n/ e$ o0 [# Z
11. 
    
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    " C3 p1 A( z( A/ L6 {$ i0 b
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    
15. 
    
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    
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. 
    
20. int main(void)
    6 W6 D+ N. S9 x% l! d, K. O
21. {
    $ c1 b/ r: |% z
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    
23. 
    ( _% ]4 w: K5 a1 K
24. /* USER CODE END 1 */
    
25. 
    
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    
27. 
    
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    
29.   HAL_Init();
    5 ]* P3 G1 J+ n% x7 j5 P! E; S
30. 
    9 h, `- h& J, Q6 a  w% d! V" r
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    & h: \3 u: p% i9 ]& S1 K
32. 
    5 w( y7 v, S1 Y! E6 Z: @; t& R
33. /* USER CODE END Init */
    : R: {' x5 L& |2 L
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    0 r/ S; @4 |9 E0 k, N3 H5 W0 r
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
      }# B+ l/ i# ~3 p( J$ ~' \0 _
39. 
    
40. /* USER CODE END SysInit */
    
41. 
    ; I& t$ V; w( {; p' K0 m2 W1 e
42. /* Initialize all configured peripherals */
    ( I, K% v$ x6 @+ i3 n
43.   MX_GPIO_Init();
    
44.   MX_DMA_Init();
    0 G5 R2 W7 Q: ?' ^7 V+ [. \' n
45.   MX_ADC1_Init();
    # \3 e) {9 H7 z5 F0 \. q
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    
47.   MX_TIM1_Init();
    
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    ; }( J! E2 [6 g- k" e4 v& j
49. 
    $ q6 z: ?. S% p! C. d0 o6 N, Q
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
      `+ s; ]& A* e0 p0 w' ^4 w( }
51. 
    
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    2 _$ e2 ?* i  c' @( ~* ?
53. 
    $ g9 q  t2 y2 J& j0 a/ Z9 \9 l
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    
55. 
    3 ?2 p$ x7 o5 l- c
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    ! I/ |! b! X/ B% z
57. 
    
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    9 g* ]# w5 B: _  B' |
59. 
    ! v( q9 v2 D" u4 @1 U
60. 
    
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    ( P7 N- |2 L5 g: e
63. /* Infinite loop */
    
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    ) C) O2 Z  d3 k5 ~' w5 P  T
65. while (1)
    7 n( d4 F- T& u$ ~% V# ~
66.   {
    & i3 ^! I' E: E2 K: \0 U9 `. b
67. /* USER CODE END WHILE */
    
68. 
    
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    
72.   {
    + y# ?# d0 r- w3 s" E3 [
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    
74. 
    
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    5 t5 Q5 C  y/ O8 S2 H0 ?) K' r  ^2 a
76. 
    
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    # @7 ?( Z, L5 h7 Z5 a/ }' e! a' [
78. 
    . ]* B+ a! v, Q) }+ W2 q
79.       EndofCon_Flag=0;
    2 n) Q* p( f0 o+ X' ^( W
80. 
    / n' l* T* c4 m% c/ w
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    - e' I9 M! u6 ?) n" M
82. 
    1 K$ f2 B7 X6 w# O
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    
84. 
    % f) r6 |' V- \! ^: E7 o
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    
86. 
    
87. while(Completed==0){}
    3 p/ a! G  C8 ~" \
88.       Completed =0;
    3 h6 v4 l; w  h( j) c# [
89. 
    
90. 
    
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    + I* k% {8 h' F, B
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    0 }4 B5 C' g" \+ ~
93. 
    
94. while(Completed==0)  {}
    
95.       Completed =0;
    
96. 
    
97. 
    2 ^) N- O9 c5 E2 K# s/ ^7 M3 v
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
      P: n6 A; ^' x2 J& X/ l
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    * }( b7 P. b9 w# [0 Y
100. 
     
101. while(Completed==0){}
     ; E: q% _4 n' f3 P% N
102.       Completed =0;
     ) H( A' U" D0 J: R/ Z" C
103. 
     
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     ' \; j# ]' i8 r4 q) V8 p
105. 
     4 h3 g! M* R. I0 p$ t
106.    }   
     ) H- Q5 T% Z; h8 K0 v5 d, \
107. 
     
108.   }
     7 u5 e7 S. ~& J& ?% i( x
109. /* USER CODE END 3 */
     . B7 l5 [" y  b/ n7 P
110. }
     " I! R- q- N* j+ ]( ^
111. 
     
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     + g9 ~- O8 Q1 g; l( k# y( t) k
114. {
       V0 B5 R, p( p. |
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     
117. 
     
118.   convCNT++;
     
119. 
     
120. if(convCNT==3)  
     
121. 
     & C- d, m/ j! e7 w
122. {
     
123.     convCNT=0;
     
124. 
     # q8 a+ y  Y% j( o; U* s8 Y, b
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     ) D: s  r/ \+ K! C8 B6 R; `
126. 
     4 M. z5 X' H4 D6 f
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     % M+ k# N4 i* O, m6 A" U" u! K
128. 
     4 c) ~1 }) s0 o! W( |, _6 J8 T
129. sprintf(InVol,"Internal Reference Volt: %5.3f  \r\n",VRefint);  
     : D, K8 P0 M0 M  Q; A0 {2 d' y
130. 
     
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     " X5 \8 o2 u, n( @- w0 t
132. 
     $ s- g/ i  z5 F, i
133. }
     
134. 
     1 Q  _+ a$ f% y' S; N% _
135. }
     4 E  K& H9 R# b' f+ }- i8 L3 D$ y
136. 
     - x3 Q$ M+ [3 v
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     ! q& x& O' d, y/ L
138. 
     
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     
140. {
     3 }9 Y) Z2 A& p# w5 U
141. 
     ! s3 W$ y( ?% }) ?: \- V
142.   Completed=0xff;
     
143. }

复制代码

8 p5 R) \! Y* u: Y% e# O! ]/ r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。
/ q. u: _& T- K2 W% B% M! q
4 r; \$ r- d/ s8 F: ~

& R' N7 @1 @5 `* f2 N
3 e- S) W* o* J& X$ ]* f

针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：
% }4 U+ f* r1 P- G, W
: s1 Q1 ~! d7 U3 ?, C* v/ V; 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。

3 p0 v4 y: [- o8 u$ N6 U2、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》】

  J% ^/ W- g0 r1 M$ o3、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：

  g- m" C! ?- v9 [

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   & @: W/ M  b# \8 Q
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   2 Q/ q( T8 w9 p, i0 O1 c$ T
4. 
   
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

% j( e5 T! J$ x# W$ U, Z4 R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。

: a5 _. ~) O9 x; t8 m

5 L# g, ?; n& x  s  e6 _$ E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。

* q2 M% w! `! P4、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。
( L: _0 ^+ q5 P/ I+ p$ _0 m2 w
& O7 s7 l  A; k9 y0 x下图的三路波形是我调试时辅助使用的。

  q- [/ U2 ~& e! {0 t( p第一路表示计数器的计数变化，显然是单向向上计数模式。
. u5 N8 T6 M, K
: B( J% t0 a( K: K4 P第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。
9 Q" X& S3 G5 @& [/ k: Q' z
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。

4 d% ^3 A( D  k

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+ s0 \5 K2 \. U$ Q+ [
1 i& v& N6 z2 ^