2 [, i1 A/ w) D
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 }; }6 X. [9 s6 y. J# ~

- D4 L4 b# O0 z; E( d" L$ S3 V
% i! V  R. H8 ^) f, m/ D5 [

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。
) x1 [& ^+ F% J4 b. T* j: A' ?* }% j
( W; x; ?5 e3 n5 v9 x3 U

- i0 P1 v! `1 P8 Q# o* f  v2 M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】

1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；

4 I8 r& B/ h6 @8 N" C( B2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

% k" m2 N. c9 ~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；

: Z% [/ I" k% Z: U, V$ \7 _; [4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；

# M! ~. L9 g1 n3 f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。
6 z2 C0 H+ |8 q1 u

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.
  G) U/ y8 K0 C# t! C
  a7 c/ y, U; b' l4 x使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：

# d( t, i/ c% A# D4 N& m
1 E  A: h' U/ h% {3 w3 b再看看ADC的基本配置：
/ Y+ l  v4 x% v  s

  c! D, C6 z1 R" ?! D( ]3 x
* e* I6 [* p4 {* `4 D& `& VLPUART的基本配置：

# i! @) L3 W' k: s- R" 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。
" Q, F1 Y' Q8 x- c

; \3 Z. u6 c! z/ i( @( g2 |6 ~8 u
使用CubeMx主要配置主要是上面这些。

8 I& }9 R& G, q8 U/ y2 _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。

; R5 d; d6 l: g0 T3 A9 R% y2 N* HSTM32G4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, r' X" _; x; l+ _
! G3 q# S8 c8 u

6 c. H& E2 F  ]
' ^$ B9 L: Z  w# i, O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。】

- `: ?6 P' }3 s/ W1 J4 h7 q
' L" a; s' a; O( ^) ]3 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。
3 }; Y9 n1 I7 p
0 x- R8 R" B% Q- R' V0 ?

  c7 E& z9 g& `3 h
: T9 J% q- v. R8 H; \: p5 q完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：

1 y9 w) F; k" e9 k

1. #define TX_Timeout (9999)
   2 G1 ~0 g1 K& g, u0 v% Q% b" I5 |
2. 
   # b: l+ C/ \4 }1 F% \" j4 ^( _
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. 
   5 F! n. [7 z0 c0 d; E& @  ~& k" S
6. #define size1 (40)
   
7. 
   
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   ; U8 s% p6 }5 z! |: ]
9. 
   , U7 ^. A. V) i/ o9 f/ V
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    4 O: Q8 b! Z6 h2 A. U/ e7 H
11. 
    : X+ \; j1 M- M! O: z" d
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    - a' l9 E1 E! h7 p
15. 
    ; _9 s% \# x$ w& @
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    . \: x& r0 O. }6 s: @/ o, q; ?
17. float    VRefint;  //存放Vrefint电压最终结果
    ! Q% m" w% @3 Y9 |& |; O
18. float    Temperature;//存放片内温度℃最终结果
    
19. 
    
20. int main(void)
    8 F6 G6 D- M3 \6 b
21. {
    4 b4 R8 q5 @2 r  B) X$ ^4 [3 y/ F
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    : x1 f' U: \! q4 _- P: i1 v
23. 
    
24. /* USER CODE END 1 */
    ) ]5 J  j& I0 K0 g+ Y7 s' h
25. 
    ; Z3 h, r" {, V
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    
27. 
    
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
      g  n: n$ a9 S0 q6 R& Y# X- v
29.   HAL_Init();
    
30. 
    
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    ! l9 p1 e" P6 F& s' F' z+ ]
32. 
    1 l  B6 k; S3 b; g- K0 l% v7 N2 p
33. /* USER CODE END Init */
    
34. 
    / M. K; z4 L  j0 b/ M/ W0 |1 h
35. /* Configure the system clock */
    5 c! T9 O- t- Q- Z* |& D
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    & k3 D& Q# t; B) I; q( r6 `- [
39. 
    
40. /* USER CODE END SysInit */
    
41. 
    1 {/ h4 ^  _( p
42. /* Initialize all configured peripherals */
    
43.   MX_GPIO_Init();
    
44.   MX_DMA_Init();
    7 H# ]1 @4 V! `$ A
45.   MX_ADC1_Init();
    
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    2 F- f+ q: J3 @
47.   MX_TIM1_Init();
    4 [& R7 w6 D1 f% \* x
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    
49. 
    
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    " u) G! c. S! A0 A3 d
51. 
    0 o- ]5 S5 |4 C1 E; K
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
    9 P/ ^& c3 [2 E4 a1 u9 W
55. 
    0 X! }9 p* N- l
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    7 b2 G2 `4 [& |  `
57. 
    
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    ' v3 A# C" O, ?9 ?& a, C& [
59. 
    ' @0 Z( w/ d# D5 \) _% K
60. 
    
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    3 q% c( z; ]9 x1 m
63. /* Infinite loop */
    9 V9 o: ]7 u2 v  w
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
65. while (1)
    - ~% {8 q% T) B8 u- e
66.   {
    " i0 U9 ^2 a' [- y" E5 [7 p
67. /* USER CODE END WHILE */
    
68. 
    
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    6 a- Z1 H7 H! p' K9 ~
72.   {
    ! W/ F6 d* N' j4 N6 z# o5 C
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    
74. 
    ' g2 j: P3 s* [6 k/ E# k
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    # p% k) I# k$ s7 R1 _
76. 
    ; r& q2 I) y9 }* l8 S# b* b
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    0 w# U/ F; r9 ]
78. 
    
79.       EndofCon_Flag=0;
    
80. 
    
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    . A& ~7 ^. k* a: a! A+ n
82. 
    
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    
84. 
    
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    
86. 
    
87. while(Completed==0){}
    + v; P0 y: Y+ Q" S) N+ m' [( T
88.       Completed =0;
    
89. 
    
90. 
    9 J2 ^' _/ l6 ?# V% j4 Q
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    8 N2 I7 W/ v* R2 ~+ y5 A
93. 
    
94. while(Completed==0)  {}
    
95.       Completed =0;
    & m% ]/ a: z1 y; J- Z# v
96. 
    ) f0 J; r; c; p- r# k5 g
97. 
    , w/ V2 N1 g- {% z; q; O
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    # M/ g. e* `1 \: P" V/ U8 b0 |4 Q
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    : {9 I- |- c5 ]& I$ |
100. 
       N! E7 y& Q% d/ V
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     $ w  w2 J- ?' U' o
103. 
     + ~) i" \& F' f6 i/ s3 y
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     
105. 
     
106.    }   
     
107. 
     : O0 x1 u" _- z; T9 A
108.   }
     3 p& }: U) ~2 U, n$ M6 S
109. /* USER CODE END 3 */
     2 e; V8 ^. }5 u( T& f
110. }
     # Q) ^- X6 u0 }" [2 M
111. 
     
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     - w- R$ D6 p" f: @( a
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     
114. {
     4 R! T7 ~, _" X9 Q4 M% \3 Z7 K* q
115. 
     1 V& A7 |5 t+ k5 b( q5 X6 B6 h
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     
117. 
     + R5 p# l: Z5 C* U& g# `; |9 W
118.   convCNT++;
     
119. 
     3 @; {% S  q9 O6 y3 V. l0 B
120. if(convCNT==3)  
     6 `- c* `% b  ?8 }5 A/ g
121. 
     8 x' N  _. v0 z! W' M
122. {
     
123.     convCNT=0;
     , @' E* A3 A1 F8 ?4 _
124. 
     
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     0 k7 W8 n9 s; W7 Z
126. 
     
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     ; k" h% W& Q8 d# ^4 A3 h0 h: w8 e
128. 
     $ L- e# `: R9 g/ X3 j/ C
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. 
     9 U9 v! W5 V# D! F3 m  U
133. }
     
134. 
     
135. }
     
136. 
     
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     " G7 H( V$ m% i
138. 
     
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     9 F& N- b7 R! d5 k/ A' ?. @) F
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。
  O8 p4 ?  @4 z3 y# m
2 \# ~1 S7 Z9 l% ]8 E

0 V7 o# _  R6 j/ ~' J
7 @6 b1 Q0 L$ c( z9 x

9 b# Z2 P* \  c: P5 k8 t
针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：

% o- u0 k) Y4 E7 |2 e$ `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：

- k6 L* R# X! T: _

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   : X% `6 M+ T' I  B) i6 y. B
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   
4. 
   3 H3 e3 {  C3 a( o/ ]2 y
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

$ q" T" K5 S3 G, B! m/ y* 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。
5 Z/ y+ i1 Q) a

! _& c! g* Q: I
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 x" j3 B% n' B9 P- |% E3 j4、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。
  q2 x; _+ o6 V! I+ K% ?3 {
下图的三路波形是我调试时辅助使用的。

, i$ l3 J9 O8 `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。
. K0 Z  N" t5 v/ T: H! m
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。

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转载自： 茶话MCU

0 _% v8 h0 c4 ^6 V" j0 v