4 ~9 H9 j$ L- N8 g) i' e8 T1 n- @+ v
3 Y) v) Q1 R( \8 P4 d) R
5 Z, A' ?& [* w+ [% O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。

$ I4 p+ C/ t3 z7 t+ w# D, X% l- f

( _. Q$ T1 m. S( ^/ m+ f

: p" d9 y8 y8 w) b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# B& Z' N* H: `5 H- R
- c% N. P9 i: J" {

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】
8 h! u; F. k4 \( D( ~! @. r  D2 _8 Z
1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；
" v: q/ C" V* r2 J1 n* D, l
2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

8 o  K' x% U0 W# ?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；

: a5 X, ]8 W' n9 X) d. B# Q3 ^% G4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；

4 b% }# n  h) h) k; I; ~+ E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 K% I/ @4 G" e- u0 x
! R2 J, F( W0 y' X+ o& {1 Z; C% y8 g

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.
8 f/ K; H, }! d
使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：
2 Z6 Q) E4 O; i8 s- T1 |7 p

再看看ADC的基本配置：

& ^" `' |  a0 V4 z: S$ D

: R7 u  M% g8 ]% TLPUART的基本配置：
- \7 q& Y7 ?8 ]: P4 J! l8 T1 Q
- F- o- m) H. h, ]

* Q; ?$ r$ G1 G1 F5 F: ^
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。

5 Z8 T3 j* O$ h- E4 e- O4 s

/ H1 e7 {4 k; S& ^2 G
使用CubeMx主要配置主要是上面这些。
8 [2 `& j' n7 {2 a2 A% d; l
; y6 I) K/ d' d% m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。

, k: L6 Y0 L, J3 o9 t+ rSTM32G4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。

2 s. {0 b5 [# e7 j

! n" \4 |' x* j
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。】

+ q4 f. a9 [3 k  o/ w
* ^4 U6 _4 `2 a& I, S" W4 w& ~0 _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】。
  r7 b5 ]4 F( D( x% \4 o
8 i1 T5 h0 r6 F2 b5 ~6 E7 r

8 Y3 e$ A0 N0 Y: k$ u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。
7 D1 B. T" y" Z
- h! O  Y& R( ^' `( S  m+ p( F1 n

$ e0 h! Z- M3 B: O4 k. v完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：
. K* `8 l/ @$ I: b3 Y

1. #define TX_Timeout (9999)
   
2. 
   / w7 l  H' B& P2 T; u* S
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
   
5. 
   , W  s) D! I; L* ^3 ^, K1 \! [
6. #define size1 (40)
   1 w! G- \0 }+ j3 n6 `
7. 
   2 \5 ?3 Y# J! ]
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   & E; y0 L. Y& S* R
9. 
   6 z9 ?* u$ ~' ]) l6 q+ _, V* m
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    
11. 
    8 D: k7 J$ o) y1 j
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    $ V# b' H0 O% T1 M* z& E
13. 
    
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    
15. 
    ( ?' X/ m1 j& V( `+ x6 W% I
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    ; d7 E, }/ \0 {1 I" N- h1 f
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. 
    5 W5 |( D6 b6 G/ A& [# Z; B
20. int main(void)
    9 p% Q8 A7 m0 F& o
21. {
    5 w( w/ P$ _0 D5 b* i
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    8 _; _) W6 n4 X" D8 o; k5 M7 k0 H
23. 
    # _$ M0 W7 W6 x% z
24. /* USER CODE END 1 */
    
25. 
    
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    , Z7 I8 k' O2 X. k" }
27. 
    
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    
29.   HAL_Init();
    % G. j& N3 ~4 S. O& g
30. 
    
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    , r8 E- k: E) p! D% L
32. 
    
33. /* USER CODE END Init */
    , q2 ~2 N# `/ r% S
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    3 {: n; t/ J: p; F) c6 D
36.   SystemClock_Config();
    8 d& b% ~$ h, G& c
37. 
    
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    ' {- V0 `& I+ X6 Y( a, t
39. 
    , c* i, x* {9 v
40. /* USER CODE END SysInit */
    ( u3 Y9 M/ b3 y  L
41. 
    # {) c( S& w. @0 H/ y
42. /* Initialize all configured peripherals */
    
43.   MX_GPIO_Init();
    0 x# r" S/ `( }1 s* n
44.   MX_DMA_Init();
    & H! S5 m% Q) H2 [* ~5 ^, O0 l
45.   MX_ADC1_Init();
    
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    ( J. d6 B  P; u2 Q; O! @1 N
47.   MX_TIM1_Init();
    
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    + @7 H0 d& K8 n$ i
49. 
    8 b4 f" u6 S- h; {" P
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    5 L  J: {4 j( X  Q2 x! D
51. 
    
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    & h, X5 |# o0 {- ?$ H) F' D% H
53. 
    9 c' y1 v- m& l) c2 x0 L( s& F
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    
55. 
    
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);
    
59. 
    
60. 
    
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    0 }6 Z$ }$ t4 |2 g
63. /* Infinite loop */
    + d5 w  Q5 f7 A/ M, c- m* ?5 I
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    : x& K# k( j7 {9 }
65. while (1)
    
66.   {
    
67. /* USER CODE END WHILE */
    
68. 
    2 K$ S2 `% [$ }: e
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    
72.   {
    
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    
74. 
    ; f$ X9 q" _8 y: L. Q1 d: z
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    
76. 
    
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    
78. 
    + f1 A4 t" B) b/ e/ m4 F2 {2 o
79.       EndofCon_Flag=0;
    0 ^! i' w: {3 e' x7 i+ p
80. 
    
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    1 Q7 y, b. M5 E
82. 
    
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    3 }, |5 R' j# K4 e6 {
84. 
    " R  h) J+ S+ I, k( S
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    0 J. y! Z* N* i" _
86. 
    
87. while(Completed==0){}
    : {3 V$ \6 W6 {* A8 w- M! G  ]
88.       Completed =0;
    8 C  V! T' h5 b$ O" ^
89. 
    
90. 
    
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    0 E1 y3 x" K, r" d# S% I
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    $ v' d" o6 S; B* T. l9 s7 \
93. 
    
94. while(Completed==0)  {}
    
95.       Completed =0;
    1 U5 j3 P" e  F) A* v
96. 
    ) l# ?. Y5 n5 A3 h: [
97. 
    + y% z* z$ B6 j- b* w+ ?# k
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    
100. 
     
101. while(Completed==0){}
     * S$ j$ j" A% Z
102.       Completed =0;
     
103. 
     
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     
105. 
       a, i) A% Y. d$ B% F- X: T/ w
106.    }   
     6 k2 e  {" J( ~- w" p& Y5 n
107. 
     
108.   }
     ( ~1 e$ r2 l$ H, ]
109. /* USER CODE END 3 */
     + M* H/ N" D5 z1 A# s2 {' h( Q
110. }
     
111. 
     
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     . j5 p  R: x/ Y7 L, {, P
114. {
     0 n9 h1 w% K$ Z" A1 j1 q
115. 
     8 o4 N6 g0 D) U0 b5 I' R  O
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)  
     1 S4 q3 Z' W) ~4 E: }
121. 
     
122. {
     
123.     convCNT=0;
     
124. 
     1 }% k* M8 Z6 j  v! H5 k
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     
126. 
     ; `9 C" X1 h' E8 i. t
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     4 @( W, ^( _" M
128. 
     * V) H) O$ A$ }+ e& |, k, N
129. sprintf(InVol,"Internal Reference Volt: %5.3f  \r\n",VRefint);  
     - {8 O4 o5 \$ U
130. 
     - t/ S( Y- N  D; e7 d2 {
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     
132. 
     : E6 Y4 O- I# F1 o& G
133. }
     . q+ G/ A0 a' j! C7 s4 m4 }6 X* Z; c
134. 
     % ^: X1 w7 X" j- R; E+ i1 g
135. }
     
136. 
     2 w, u, g5 y. |8 Z7 e* j
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     
138. 
     
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     
140. {
     1 y; T2 {5 w' _2 ?& d
141. 
     # J0 [" o- l: @3 t
142.   Completed=0xff;
     : V- J$ i" S. m% n) d
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。
2 ~. N, z, S6 u6 X2 x0 A

% J8 W% P5 e9 G/ [$ a
针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：

1、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。
1 W( L6 ]1 M! m, H) `
$ W2 c* U* k# s/ F8 G3 c2、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》】
  U# x9 [5 H, o& b9 |2 W8 x1 e6 O
: a8 D1 v; @% C. \  T3、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：
8 I: r8 s2 t; L6 V5 L. H
" S( d/ ^* V/ b4 ?

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   % W, {; O, x) p( ?  |7 l
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   ! z! F+ z1 W) f, q: o- D
4. 
   
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

6 w& v3 j. Z( U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。

/ j" W* A& C$ U0 v  j8 K5 _
- f4 [3 K$ W$ s/ u7 J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。

1 J$ m+ x5 K* Z. g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。

( l! z2 z! G. T& ^) c( i2 `第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。

% X+ ^. g: u. ?) o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。
9 O& Q0 c& y3 s+ z  N
( J5 B2 t" s) U; g4 N+ u$ Q+ t

6 J1 Q8 M, k* l% V! T

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) e. L& _3 e- `7 h, |