" g& a( b& V0 d* ^9 {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 [5 C/ I" B- W4 z5 S, p* l6 ~7 g$ {

& K- v8 ~/ [* o" A5 e# n# _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。

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 b1 _1 N$ N7 o
1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；
  E  ~$ {3 W; Z' z% U
2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

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；
2 ?5 `3 X+ c2 \
5 v5 I+ @( {% Y- z/ K- C4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；
0 l* M* L+ A: b, A; J4 N
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。
9 X4 e1 H8 _5 e% z" a; }3 Q9 t
+ \  j. h( S) n: C) [

2 Z! Y" Q+ J* Y& P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.
* S1 W0 Y4 `5 Y
, O5 n/ X7 W# K) o+ H( v使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：
; u# |  }& f0 t' b; X8 {

再看看ADC的基本配置：

8 G+ Z) z, ^5 q1 V) d# m/ C" W
LPUART的基本配置：
8 X0 K7 i/ o7 F) F( a- t3 T2 j$ w

1 i' b! Z9 U, V% q: C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。
4 c, {3 i  Q3 @) K% j6 y% Z
* x7 B* L0 Z' S2 `3 \% N: k, q

" w/ f; @1 E4 m  z
使用CubeMx主要配置主要是上面这些。
$ Z' @$ [* V3 a: P; ~8 v! {
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。
. I$ o! Y8 x# w  e
: B6 a1 t/ Z8 w  Y5 USTM32G4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。

( m0 k1 D4 m5 v' p  Z( n

: v+ t9 d3 m" n9 @6 [( 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。】
: ]7 ]3 M. E  D+ A4 J8 y

2 W! k3 R; `# }1 X7 n# Y
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】。

) v7 e- W! Z: p- F; o0 Z

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。
2 Q( J' _1 V" l& T/ k6 j

& ?& o7 f, g) I) Y  x# [完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：

4 |+ W% x# P( Z

1. #define TX_Timeout (9999)
   
2. 
   / T& W8 O% r3 X9 }3 A4 y
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. 
   $ I+ O: i! e* i- m7 ^1 X
6. #define size1 (40)
   
7. 
   7 b  D. `! `  J4 }6 s! r
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   * O' ^3 ?" z( Y, l4 _8 u1 f
9. 
   7 k  P7 |. }, g3 k% a
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    , A2 a: u3 w9 Q  M; ], Q
11. 
    1 ]7 a) F+ ~  G# f% b& Q
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    " \* o# x1 F3 ]: E: P. c
15. 
    
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    9 \( ^+ w4 u+ ~( I; u; b
17. float    VRefint;  //存放Vrefint电压最终结果
    & B- S1 P, ]. z# P5 z) w
18. float    Temperature;//存放片内温度℃最终结果
    7 n* E2 ~; I- J/ P% I
19. 
    " v9 M0 w: I5 Y' }% j
20. int main(void)
    
21. {
    ! R5 m0 R2 n2 W0 ^5 P0 P" F, c
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    
23. 
    : y6 v1 _/ m$ h, M! K. k- l  f) U
24. /* USER CODE END 1 */
    $ M5 \& m/ i0 ~. ~4 A
25. 
    
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    
27. 
    , J2 O8 r" _% p; E  E- E
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    4 k& t6 A( \. L7 z9 y4 y: N3 Z% l6 I! x
29.   HAL_Init();
    
30. 
    
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    $ P. E9 @  n4 E* a; f
32. 
    
33. /* USER CODE END Init */
    ! q# h9 Y7 s; `/ [& G( ~! t
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    7 i6 G, b0 I! _) @
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
39. 
    
40. /* USER CODE END SysInit */
    
41. 
    
42. /* Initialize all configured peripherals */
    
43.   MX_GPIO_Init();
    
44.   MX_DMA_Init();
    : U1 _4 V! c* p4 w+ P. w5 x
45.   MX_ADC1_Init();
    
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    
47.   MX_TIM1_Init();
    
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    $ o" o; D# E& J  `+ I
49. 
    . o% k( K3 x) Y
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    ' l- n/ d6 \0 Y
51. 
    
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    
53. 
    9 f5 D" q9 V6 h: n
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    
55. 
    ) y+ D1 l& f; e% ^" [# r
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    
57. 
    ) o" D. Y) |  D6 E1 e3 ^
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    5 I3 g* }7 ^0 E( B
59. 
    
60. 
    
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    
63. /* Infinite loop */
    5 _2 X8 ]* B% V% j2 e* y
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
65. while (1)
    
66.   {
    1 g5 U7 _/ ~5 d8 g5 m
67. /* USER CODE END WHILE */
    
68. 
    . |% [" x/ W4 E5 j, a
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    
72.   {
    6 |9 I( b% m" U) l. I$ l! S0 t
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    
74. 
    
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    
76. 
    
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    / F3 M" K7 N& L
78. 
    8 B. R& i+ {7 |  G" p
79.       EndofCon_Flag=0;
    ! L' |5 d6 C8 N2 Q$ }4 u# K
80. 
    
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    
82. 
    . W# y9 ]# o7 s8 J. X+ W* X. c
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    
84. 
    % Z( t8 ]; q6 L; o# `) a' n
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    . m, x* `% [# Y+ c! W: `, h- Z+ d
86. 
    
87. while(Completed==0){}
    # P" l0 e7 K3 C; B; e" {
88.       Completed =0;
    ; v. u& ~- w" T( ?- H& j3 g
89. 
    
90. 
    
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    
93. 
    0 X5 x2 M, z7 {2 F% f, b. K& W
94. while(Completed==0)  {}
    
95.       Completed =0;
    
96. 
    * y. d8 \, V* @4 u$ X; q
97. 
    ' Z+ f' q) X0 {( |3 H2 z6 |1 C
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    * ?' v3 d6 Y# Q- y6 ?/ {
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    6 z  p+ a1 u: W3 V
100. 
     ) z5 X  ?  U" d! T$ V, U, U$ r
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     
103. 
     5 X( k6 G0 [7 ]0 M5 Y
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     
105. 
     
106.    }   
     " q7 @; x0 M$ ^4 i
107. 
     
108.   }
     $ [6 [; w, w- V$ r
109. /* USER CODE END 3 */
     4 _* i) O+ o" H
110. }
     % m/ N6 h2 U5 n. ~
111. 
     
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     9 o2 i0 ~/ u1 t8 B. X  d5 I/ c
114. {
     8 g% y0 \( Y! P6 {9 g
115. 
     0 Y- R- R- `9 B  W1 _
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     ; Q" m* N5 L2 C) a
117. 
     
118.   convCNT++;
     
119. 
     0 @" D& \7 y8 ~9 G3 [
120. if(convCNT==3)  
     
121. 
     
122. {
     
123.     convCNT=0;
     
124. 
     % F$ ^( r: I! |( t
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     5 U- u- Z5 a+ K
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. 
     3 q7 b* ^2 \: o/ s4 {
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     
132. 
     
133. }
     ) j1 K! x' k  k/ J" \. R
134. 
     
135. }
     1 {3 o% Y! B- a+ o7 Z& _0 Q1 s
136. 
       L. ^/ u% F1 y' C7 v0 C; x
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     
138. 
     0 h% H9 M& t8 _5 v$ z
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     7 _/ @# Y+ @( G/ w% o( ^' {
140. {
     
141. 
     3 ~% b! G6 T; c
142.   Completed=0xff;
     4 D+ C/ n' K3 b- I' {7 H( N
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。
9 v% g/ e( v6 k
6 d! H& N0 s3 f

. e( A3 J5 x2 F( Q, x$ T

/ @2 U+ ~" r0 @1 H
针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：
( U( K& H( n# z- s" a/ a
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》】
/ w. c+ _  [! U
+ V( m9 q2 x0 d- P! }: \( B3、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：

% H8 z) L! A% ]* N! x* F$ n

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   
4. 
   5 O8 Z+ p$ y0 v5 K2 j% T
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

) ^9 S1 v, T( g* }. r! X0 L) `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。
8 m" y% t9 m. {0 W- R5 V7 W

; R& _" `2 x1 k. i* O7 r8 G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。

6 e$ H( g: J1 @; a" R4 n9 K下图的三路波形是我调试时辅助使用的。
& k& k$ }6 F) D
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。
' b. D# k- U  c3 z
5 D' v8 i1 ]5 i: L! q8 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。
! _( J/ A* Y1 }# C8 K) ^3 Z! I
5 f; B- f4 ]: m% B5 D/ g

# x& w5 N3 j! r

如有侵权请联系删除
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* T4 `: g8 g7 z7 w. T  \

& P  O: M1 n9 V: \4 F/ e6 N) T
. i9 r/ [- z. {  R5 V  \