4 a3 U- T; ]: u$ y
7 e" o8 \" Z7 a2 X) i/ x
9 f9 n& x3 a6 Z1 B2 K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。
: X- f5 l& b2 G, u  }# u
  p/ o* M4 A; i! n

& c7 ~) _1 a9 R# O3 Z4 M

- G4 `9 _' b( `2 t9 }2 z
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 X5 T  Z( U+ n  ]
3 U% ~" Y7 j# a7 U. R8 s* x4 t

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】

. ]; z; v- s& W' I0 e1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；
: r7 K8 E& m2 y" q3 n
) j9 m2 ~, G& D6 E! k7 D2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；
1 W  z* a, Y; D3 k  v
& g- M) Z' E9 }* ]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；
4 W* U. b% S  U8 q4 p: A
/ w+ @% o3 A9 ^& V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。
  L" Q* A: a& g5 k
9 _3 k' B* d' @/ r

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.

$ l+ t3 {' b; @! f- ^* D) ~/ N使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：

  D  [# N, ^) E5 s( Y再看看ADC的基本配置：
8 h+ ^- j; |. N' `, W& f" X4 [* B
, g3 n3 l& E  `! X- N8 \

( h0 n' j# ^* }
LPUART的基本配置：
$ ]6 E( z3 B, W; k2 Q
; V- ]% t% q. R$ C& O. o

' ], l- N1 N% Q7 }6 C7 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。
" v. m( x5 G' a' {0 c

9 @* m; ~$ c  [) r8 L3 H
1 l; U: w' T' @! @使用CubeMx主要配置主要是上面这些。
0 d( e8 I3 q1 S
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。

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。
% ~% f  U- J" u2 f$ f  {+ g; P
1 r1 G+ Q, }: x

. f* J" ~- L* ?7 B2 {9 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。】
) `( Q0 f- Y  K3 M* ?1 ]- U1 c& Z

- r: |* ]1 B9 I, {0 v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。
- p& n4 m4 n$ B- m# ]/ C4 c

完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：
1 I1 K( ~; N4 h
' P/ \* `9 J! h0 p/ k) C

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
   
5. 
   0 l+ s- M  t, b6 o" g; k& I8 H/ n
6. #define size1 (40)
   
7. 
   5 X$ O6 N  m3 }( o' M
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   
9. 
   ; P, J( c$ u! D4 b0 L2 P
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    
11. 
    ) z6 A: `$ h. Q: T* x
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    8 E+ G0 g4 d* B5 n6 E# p: {; R
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    - g$ s! N4 l+ R  k
15. 
    ' s) T9 ~6 r) G0 ?* o' z. r) t9 d2 j
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    1 d  P0 m' E4 \, n3 K
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. 
    8 e; W5 O- B8 r* F4 S; `7 \$ f
20. int main(void)
    
21. {
    ' w& \& u( @4 Z" k& ?( ]) o
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    
23. 
    
24. /* USER CODE END 1 */
    6 s2 Y. J1 r; V  Z" m3 ]! Y4 j
25. 
    % {* b5 a; C$ W& m
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    
27. 
    $ Q2 ^. T$ S, W- l  k
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    0 o4 _: r" ~7 _- L" Y  {6 s
29.   HAL_Init();
    
30. 
    
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    
32. 
    8 I+ Z4 k, W) k  F& D; g
33. /* USER CODE END Init */
    6 Z; H+ I( |9 z% F1 o+ s' x& d# |( \
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    , P9 x( R- y: s0 Q- }) E" y
39. 
    2 s1 U& m6 O0 T4 R4 Z$ G) u8 ]
40. /* USER CODE END SysInit */
    
41. 
    
42. /* Initialize all configured peripherals */
    ) }5 x7 m* S$ _% e. y
43.   MX_GPIO_Init();
    
44.   MX_DMA_Init();
    9 g' K" v2 O+ M6 H! ]
45.   MX_ADC1_Init();
    / \/ k/ ^# i* R9 M
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    
47.   MX_TIM1_Init();
    
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
      W, o. E" w8 F! P! D
49. 
    
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    
51. 
    4 J) G- X# n# X& R8 k
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    6 Q, d5 e& \3 c4 d( K# S8 b0 z" Z
53. 
    9 k8 k+ G2 g4 x- V& X! R
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    
55. 
    4 Z3 S4 v, ?6 {9 S
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    
57. 
    " V' T# n2 i6 P( f
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    
59. 
    
60. 
    % D, f  E$ R) D- ]$ N; x: m9 [
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    
63. /* Infinite loop */
    % |) n  s7 Z/ E. L6 W. H3 ?
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
65. while (1)
    
66.   {
    2 x& s( o5 s: \' Q& ~+ I
67. /* USER CODE END WHILE */
    % X8 i+ @) i9 U$ }+ I5 G- a
68. 
    
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    * b9 {0 [0 n# \3 f5 e8 M' G0 L2 d
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    
72.   {
    ( Z$ y2 ^9 J' x% v  Y9 A
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    ) v. h7 ^1 h) j4 Z
74. 
    , K+ v/ ^! F, {
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    
76. 
    
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    
78. 
    
79.       EndofCon_Flag=0;
    ! D& ^/ l  [5 D' @% t( c( |
80. 
    7 a, _/ W! m0 H$ J' n' ^
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    5 n( L& h8 d" X9 m: w7 N" y
82. 
    
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    
84. 
    , O  P0 Y, p; ~- ]( g6 V0 }
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    % K% r" [9 R  A# d+ X+ j' f
86. 
    
87. while(Completed==0){}
    
88.       Completed =0;
      X/ j/ h0 l) e/ F$ u1 C- ^
89. 
    7 C* G" Q8 C7 w* @
90. 
    3 V0 n* b% j& A3 W1 C' z( c- X5 t
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    9 ~* g0 ~6 t" y
93. 
    ! ^  j3 S/ O% _
94. while(Completed==0)  {}
    
95.       Completed =0;
    3 I9 i/ n9 V* Z, y7 k& a
96. 
    7 i. s+ I, F* r4 c+ l
97. 
    5 G  E: {' d' |( e
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    5 Y! l* S% [$ V) @& g" v, \  o( W
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    3 R! R+ N  V% p1 [6 B+ ~4 Y$ t
100. 
     
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     ! Q/ ~" \6 G: T4 P
103. 
     6 e( y5 W* ^, L, c
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     ; b4 P$ Q( U" B/ U3 f
105. 
     
106.    }   
     4 ]2 d! h: z$ U) F/ y
107. 
     # @4 k& N2 u& B1 S9 E7 @0 X! c
108.   }
     
109. /* USER CODE END 3 */
     
110. }
     8 e/ Y) ^- b  s2 `  z5 w6 P8 y. \
111. 
     
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     ) v+ ?+ q% M8 H! T# _5 u% w+ `
114. {
     
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     
117. 
     
118.   convCNT++;
     
119. 
     ) ?. y" l8 z" V: J3 I; e3 [
120. if(convCNT==3)  
     
121. 
     $ f$ l( q# J" j6 {0 r
122. {
     . J8 g( V9 j; r* {' a
123.     convCNT=0;
     0 U& J5 c  B6 z6 \) g$ T5 `$ n2 ^
124. 
     , r" ^7 C5 F. |# O
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     0 ]7 c( ]5 u5 Q: d0 W+ ?) i
126. 
     ' t7 z/ c' Y5 E5 K/ [# e. R  y
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     , [5 M- G( M1 r
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);
     6 [( ^9 u( b* w% s* J% h5 c3 H, u" v/ \
132. 
     5 I; y7 S7 x  u$ _+ Y( Y0 `
133. }
     , Z" f  C( S0 B3 L
134. 
     6 O% b8 p/ C& e* y! K0 s# |2 L
135. }
     , f4 O1 k, R$ z- R  ^
136. 
       k- H2 T. m8 O$ i6 X0 F
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     - V: z, s) S* ^- c6 B
138. 
     8 w; |7 }5 [1 I- ?% ~) u0 }0 M
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     
140. {
     
141. 
     
142.   Completed=0xff;
     
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 _2 O+ j4 ^3 }; ^% J6 x4 `: y! f

针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：

5 Z) s6 r; M' L0 E4 m- {, _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。

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：

9 X# c: p/ l2 m/ |4 Q1 g+ \

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   ! }7 \. n5 r) N# }
4. 
   
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

$ g* j2 H0 w$ S; Q; P/ @: 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。

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。

9 ^: L$ B& }; p% ]/ k4、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。
7 c& @7 ~! r3 w/ m  h6 R
$ t( h7 a3 ^* d0 Q. \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。

8 ^* ~, t) {, f& V" i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。
7 o  w( n3 h6 M3 l
: h6 J, B7 d# j" L/ {

, j  g1 n- Q$ c9 i. S1 }* F6 ]* t

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