【学习指南】基于STM32G474VET6 开发板实验经验分享（二）

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攻城狮Melo 发布时间：2024-11-22 15:27

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文章简介:	【学习指南】基于STM32G474VET6 开发板实验经验分享（二）

六、SPI 实验
实验目的：掌握和熟悉 SPI 软件模拟和硬件控制的使用和配置方法。

1、软件模拟 SPI 驱动 TFT 实验
CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 配置

本实验使用软件模拟 SPI，只需要对相应 IO 进行配置即可，注意需要配置 IO 速度等级，CLK 信号和 SDA 信号频率较高，需要配置为 very high。

相关操作函数说明：
void Lcd_Reset(void)

功能：液晶硬复位函数；
参数：无；
返回：无；
说明：液晶初始化前需执行一次复位操作
void LCD_Initial(void)
功能：初始化液晶；
参数：无；
返回：无；
说明：在对液晶写入内容前需要进行初始化配置；
void Lcd_ColorBox(unsigned int xStart,unsigned int yStart,unsigned int xLong,unsigned int yLong,unsigned int Color)

功能：Lcd 矩形填充函数；
参数 1：x 方向的起始点；
参数 2：y 方向的起始点；
参数 3：x 方向的长度；
参数 4：y 方向的长度；
参数 5：填充的颜色；
返回：无；
说明：将指定区域内填充指定颜色，常用于清屏
void BlockWrite(unsigned int Xstart,unsigned int Xend,unsigned int Ystart,unsigned int Yend)

功能：在一个指定位置开一个矩形框；
参数 1：x 方向的起始点；
参数 2：x 方向的终点；
参数 3：y 方向的起始点；
参数 4：y 方向的终点；
返回：无；
说明：开一个矩形框，方便接下来往这个框填充数据；
void DrawPixel(unsigned int x, unsigned int y, int Color)
功能：在 x，y 坐标上打一个颜色为 Color 的点；
参数 1：x 坐标；
参数 2：y 坐标；
参数 3：点的颜色；
返回：无；
void LCD_PutString(unsigned short x, unsigned short y, char *s, unsigned int fColor, unsigned int bColor,unsigned char flag)

功能：显示一个字符串；
参数 1：起始点 x 坐标；
参数 2：起始点 y 坐标；
参数 3：字符串指针；
参数 4：前景色；
参数 5：背景色；
参数 6：有无背景色；
返回：无

核心代码：
LCD_Initial();
Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Blue);//用蓝色清屏
Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Red);//用红色清屏
Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Green);//用绿色清屏
Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,White);//用白色清屏
LCD_PutString(10,10,"STM32G474Test",Red,White,0);//显示字符

在 main 函数中进行过外设初始化之后，对 LCD 进行初始化，然后分别用四种颜色清屏，最后显示测试字符。

实验现象：
下载烧录后可以观察到屏幕分别刷新蓝红绿白四种颜色，最后显示测试字符STM32G474Test。

2、硬件 SPI 驱动 TFT 实验
CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 SPI 配置

▲ CubeMX 进行 IO 速度配置

本实验使用硬件 SPI，需要配置 SPI 的时钟分频，配置出合适的时钟速率，另外需要注意设置时钟信号的空闲电平以及采样边沿，还需要将高速的信号 IO 速度进行配置，其他 IO配置与软件模拟 SPI 相同。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

功能：通过硬件 SPI 发送一组数据；

参数 1：SPI 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：要发送数据的指针，常见为发送数据数组的首地址；

参数 3：发送数据长度，单位字节；

参数 4：发送超时时间，单位 ms；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

示例：HAL_SPI_Transmit ( &hspi4,data_color,2*xLong,10 )；//通过 SPI4 发送颜色数据

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

功能：通过硬件 SPI 接收一组数据；

参数 1：SPI 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：要接收数据保存指针；

参数 3：接收数据长度，单位字节；

参数 4：接收超时时间，单位 ms；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

功能：通过硬件 SPI 交换一组数据；

参数 1：SPI 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：要发送数据的指针，常见为发送数据数组的首地址；

参数 3：要接收数据的指针，接收数据数组的首地址；

参数 4：数据长度，单位字节；

参数 5：超时时间，单位 ms；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

核心代码：

LCD_Initial();

Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Blue);//用蓝色清屏

Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Red);//用红色清屏

Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Green);//用绿色清屏

Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,White);//用白色清屏

LCD_PutString(10,10,"STM32G474Test",Red,White,0);//显示字符

在 main 函数中进行过外设初始化之后，对 LCD 进行初始化，然后分别用四种颜色清屏，最后显示测试字符。

实验现象：

下载烧录后可以观察到屏幕分别刷新蓝红绿白四种颜色，最后显示测试字符STM32G474Test。

3、硬件 SPI 驱动 TFT 实验（DMA）

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 SPI 的 DMA 配置

本实验使用硬件 SPI，使用 DMA 进行发送。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit_DMA(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData,uint16_t Size)

功能：通过硬件 SPI 使用 DMA 方式发送一组数据；

参数 1：SPI 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：要发送数据的指针，常见为发送数据数组的首地址；

参数 3：发送数据长度，单位字节；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

示例：HAL_SPI_Transmit_DMA ( &hspi4,data_color,2*xLong )；//通过 SPI4 的 DMA 方式发送颜色数据

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive_DMA(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData,uint16_t Size)

功能：通过硬件 SPI 的 DMA 方式接收一组数据；

参数 1：SPI 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：要接收数据保存指针；

参数 3：接收数据长度，单位字节；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t*pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size)

功能：通过硬件 SPI 的 DMA 方式交换一组数据；

参数 1：SPI 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：要发送数据的指针，常见为发送数据数组的首地址；

参数 3：要接收数据的指针，接收数据数组的首地址；

参数 4：数据长度，单位字节；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

注意：使用相应 DMA 时需要对该 DMA 请求进行配置；

核心代码：

//发送函数修改

if((temp+1) % xLong == 0)

{

HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi4,data_color,2*xLong);

while(!dma_flag_temp);

dma_flag_temp = 0;

}

使用 DMA 方式进行发送时需要确保上一次 DMA 发送已经完成，要避免重复请求。

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)

{

if(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_spi4_tx,DMA_FLAG_TC1))

{

dma_flag_temp=1;

__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&hdma_spi4_tx,DMA_FLAG_TC1);

HAL_SPI_DMAStop(&hspi4);

}

HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi4_tx);

}

在 DMA 中断中判断是否发生了 DMA 传输完成事件，如果 DMA 传输完成则将相应标志位置位，并清除标志。

LCD_Initial();Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Blue);//用蓝色清屏

Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Red);//用红色清屏

Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,Green);//用绿色清屏

Lcd_ColorBox(0,0,XSIZE_PHYS,YSIZE_PHYS,White);//用白色清屏

LCD_PutString(10,10,"STM32G474Test",Red,White,0);//显示字符

在 main 函数中进行过外设初始化之后，对 LCD 进行初始化，然后分别用四种颜色清屏，最后显示测试字符。

实验现象：

下载烧录后可以观察到屏幕分别刷新蓝红绿白四种颜色，最后显示测试字符STM32G474Test。

七、IIC实验

实验目的：掌握和熟悉 IIC 软件模拟和硬件控制的使用和配置方法。

1、软件模拟 IIC 驱动 24C02 实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行软件 IIC 的 IO 配置

本实验使用软件 IIC 模拟，只需要配置 IO，初始 IO 配置都配置为输出 IO 即可，24C02 外围电路有上拉电阻，不需要配置内部上拉。

相关操作函数说明：

void SDA_Input_Mode()

功能：将 SDA 切换到输入模式；

参数：无；

返回：无；

说明：SDA 是双向的，在进行数据读取时需要切换到输入模式

void SDA_Output_Mode()

功能：将 SDA 切换到输出模式；

参数：无；

返回：无；

说明：SDA 是双向的，在进行数据发送时需要切换到输出模式

void I2CStart(void)

功能：模拟 IIC 的起始信号；

参数：无；

返回：无；

void I2CStop(void)

功能：模拟 IIC 的停止信号；

参数：无；

返回：无；

unsigned char I2CWaitAck(void)

功能：模拟 IIC 等待应答；

参数：无；

返回：应答结果，ERROR 或 SUCCESS；

void I2CSendAck(void)

功能：模拟 IIC 的应答信号；

参数：无；

返回：无；

void I2CSendNotAck(void)

功能：模拟 IIC 的非应答信号；

参数：无；

返回：无；

void I2CSendByte(unsigned char cSendByte)

功能：通过模拟 IIC 发送一个字节；

参数：需要发送的字节；

返回：无；

unsigned char I2CReceiveByte(void)

功能：通过模拟 IIC 接收一个字节；

参数：无；

返回：接收到的字节；

核心代码：

//24C02 读取一个字节

uint8_t x24c02_read(uint8_t address)

{

unsigned char val;

I2CStart();//起始信号

I2CSendByte(0xa0);//发送器件写地址

I2CWaitAck();//等待应答

I2CSendByte(address);//发送读取的内存地址

I2CWaitAck();//等待应答

I2CStart();//起始信号

I2CSendByte(0xa1);//发送器件读地址

I2CWaitAck();//等待应答

val = I2CReceiveByte();//接收一个字节

I2CWaitAck();//等待应答

I2CStop();//停止信号

return(val);

}

//24C02 读取写入一个字节

void x24c02_write(uint8_t address, uint8_t info)

{

I2CStart();//起始信号

I2CSendByte(0xa0);//发送器件写地址

I2CWaitAck();//等待应答

I2CSendByte(address);//发送写入的内存地址

I2CWaitAck();//等待应答

I2CSendByte(info);//发送写入内容

I2CWaitAck();//等待应答

I2CStop();//停止信号

}

上述两个函数为 24C02 的读写函数，写器件地址为 0xA0,读器件地址为 0xA1，地址由外部电路连接决定。

I2CInit();

uint32_t i;

printf(" 24C02 Test ....\r\n\r\n");

//向 0x00 内存地址写入数据

for(i = 0; i < 6; i++)

{

x24c02_write(i,Data_T);

}

printf(" 24C02 Write ok\r\n");

HAL_Delay(100);

//从 0x00 内存地址读出数据

for(i = 0; i < DataSize; i++)

Data_R=x24c02_read(i);

printf(" 24C02 Read ok\r\n");

printf("24C02 Read Data : \r\n");

for(i = 0; i < DataSize; i++)

printf("0x%02X ", Data_R);

printf("\r\n\r\n");

if(memcmp(Data_T, Data_R, DataSize) == 0)

{

printf(" 24C02 Test OK\r\n");

}

else

{

printf(" 24C02 Test Failed\r\n");

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，通过软件模拟 IIC 向 24C02 内存地址写入一段设定好的数据，然后将这段数据读出，最后进行对比。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印测试数据。

▲ 实验现象

2、硬件 IIC 驱动 24C02 实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 IIC 配置

本实验使用硬件 IIC，启用之后 IIC 的配置不需要改变。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress,uint16_t MemAddress,uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

功能：以阻塞方式将一定量的数据写入指定的内存地址；

参数 1：I2C 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：设备地址，注意这里填入的地址应该是左移一位之后的地址；

参数 3：目标内存的地址；

参数 4：目标内存的地址大小，可选 8 位（I2C_MEMADD_SIZE_8BIT），16 位（I2C_MEMADD_SIZE_16BIT）；

参数 5：带发送数据的指针；

参数 6：待发送的数据量；

参数 7：发送超时时间；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

示例：

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c3,Addr_W,0x01,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,Data_T,DataSize,0xFF);//通过 IIC 向目标器件的 0x01 地址写入待发送数据；

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress,uint16_t MemAddress,uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

功能：通过硬件 IIC 从一个特定的内存地址以阻塞模式读取一定量的数据；

参数 1：I2C 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：设备地址，注意这里填入的地址应该是左移一位之后的地址；

参数 3：目标内存的地址；

参数 4：目标内存的地址大小，可选 8 位（I2C_MEMADD_SIZE_8BIT），16 位（I2C_MEMADD_SIZE_16BIT）；

参数 5：带接收数据保存地址的指针；

参数 6：待接收的数据量；

参数 7：接收超时时间；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR，HAL_BUSY；

示例：

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c3,Addr_R,0x01,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,Data_R,DataSize,0xFF);//通过 IIC 从目标器件的 0x01 地址读取数据；

核心代码：

uint32_t i;

printf(" 24C02 Test ....\r\n\r\n");

//向 0x01 内存地址写入数据

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c3,Addr_W,0x01,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,Data_T,DataSize,0xFF);

printf(" 24C02 Write ok\r\n");

HAL_Delay(100);

//从 0x01 内存地址读出数据

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c3,Addr_R,0x01,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,Data_R,DataSize,0xFF);

printf(" 24C02 Read ok\r\n");

printf("24C02 Read Data : \r\n");

for(i = 0; i < DataSize; i++)

printf("0x%02X ", Data_R);

printf("\r\n\r\n");

if(memcmp(Data_T, Data_R, DataSize) == 0)

{

printf(" 24C02 Test OK\r\n");

}

else

{

printf(" 24C02 Test Failed\r\n");

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，通过硬件 IIC 向 24C02 内存地址写入一段设定好的数据，然后将这段数据读出，最后进行对比。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印测试数据。

▲ 实验现象

七、ADC实验

实验目的：掌握和熟悉 ADC 单路采集和多路采集的使用和配置方法，包含查询，中断，DMA等方式。

1、ADC 查询方式单路采集实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 ADC 配置

本实验进行单通道 ADC 软件触发采样，只需要对 ADC 进行简单配置即可，同时使用串口进行数据输出，串口与时钟系统配置上文已经展示，参照上文实验进行配置。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_ADCEx_Calibration_Start(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t SingleDiff)

功能：对 ADC 进行校准；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：ADC 采样模式，可选 ADC_DIFFERENTIAL_ENDED（差分采样模式）或ADC_SINGLE_ENDED（单端采样模式）；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

示例：HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED); //对 ADC1 进行单端采样模式下的校准；

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：使能 ADC，开启 ADC 规则组转换；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR，HAL_BUSY；

示例：HAL_ADC_Start(&hadc1); //开启 ADC1 转换

注意：如果不是工作在连续模式，运行一次该函数进行一次转换

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop(ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：关闭 ADC，停止 ADC 规则组转换；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_PollForConversion(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t Timeout)

功能：等待 ADC 规则组转换完成；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：超时时间，单位 ms；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR，HAL_TIMEOUT；

示例：HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); //等待转换完成

uint32_t HAL_ADC_GetValue(const ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：读取 ADC 规则组转换结果；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：转换结果，ADC 采样寄存器值；

示例：ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);// 读取转换的 AD 值

核心代码：

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED); //矫正 ADC

while (1)

{

HAL_ADC_Start(&hadc1); //开启 ADC1 转换

HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); //等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位ms

if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))

ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);// 读取转换的 AD 值

ADC_Vol = ADC_Value*3.3/4096;// 转换为电压

printf("ADC_Vol: %2.4f\r\n", ADC_Vol); //通过串口发送

HAL_Delay(50);

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，首先对 ADC 进行校准，然后进入主循环，循环中开启 ADC 转换，等待转换完成后读取转换结果，然后将结果转换为浮点数电压值，最后通过串口打印至 PC，每 50ms 进行一次测量。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印 ADC 测量数据。

▲ 实验现象

2、ADC 中断方式单路采集实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行中断配置

CubeMX 中的 ADC 基本配置与上例相同，这里需要开启 ADC1 的中断。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_IT(ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：使能 ADC，以中断开启 ADC 规则组转换；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

示例：HAL_ADC_Start_IT(&hadc1); //开启 ADC1 转换

注意：在 ADC 转换完成之后会触发中断，中断中读取采样数据

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop_IT(ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：关闭 ADC，停止规则组转换，关闭转换结束中断；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERRORT；

核心代码：

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED); //矫正

while (1)

{

HAL_ADC_Start_IT(&hadc1); //中断方式启动 ADC

HAL_Delay(50);

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，首先对 ADC 进行校准，然后进入主循环，循环中中断模式开启 ADC 转换，每 50ms 进行一次测量。

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)

{

if(hadc == &hadc1){if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1),

HAL_ADC_STATE_REG_EOC))

ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);// 读取转换的 AD 值

ADC_Vol = ADC_Value*3.3/4096;// 转换为电压

printf("ADC_Vol: %2.4f\r\n", ADC_Vol); //通过串口发送

}

以上为 ADC 转换完成中断回调函数，该函数为 ADC 共用的，进入此函数首先要判断是哪个 ADC 转换完成了，然后读取相应 ADC 的数据寄存器，转换为浮点数电压，通过串口发送到上位机。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印 ADC 测量数据。

▲ 实验现象

3、ADC 使用 DMA 方式单路采集实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 ADC 配置

▲ CubeMX 进行 DMA 配置

CubeMX 中的 ADC 基本配置需要开启连续转换模式，使能 DMA 请求，然后需要对 ADC1的 DMA 进行配置，使用连续传输模式，半字传输。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_DMA(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t *pData,uint32_t Length)

功能：使能 ADC，通过 DMA 进行规则组转换；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

参数 2：ADC 数据读取数组指针，一般为数组首地址；

参数 3：DMA 传输长度；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

示例：HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ADC_Value,ADC_BUFFER_SIZE)；//开启 ADC，开始 DMA 传输；

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop_DMA(ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：关闭 ADC，停止 DMA 传输；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR，HAL_BUSY；

示例：HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);//停止 ADC

核心代码：

if(HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED) != HAL_OK) //开始

ADC 校准

{

Error_Handler();

}

if(HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ADC_Value,ADC_BUFFER_SIZE) !=HAL_OK) //开始 DMA 传输

{

Error_Handler();

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，首先对 ADC 进行校准，然后开启 ADC，使用 DMA 进行传输。

void ADC_DMA_Handle(void)

{

if(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_adc1,DMA_FLAG_TC1))//检查 DMA 传输完成标志

{

__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&hdma_adc1,DMA_FLAG_TC1);//清楚 DMA 传输完成标志

HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);//停止 ADC

float ave_vol = 0;uint16_t all=0;

for(uint8_t i = 0;i<ADC_BUFFER_SIZE;i++)

{

all += ADC_Value;

}

all = all/ADC_BUFFER_SIZE;

ave_vol = 3.3f/4096*all;

printf("ave_vol is %1.2f V \r\n",ave_vol);

HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ADC_Value,ADC_BUFFER_SIZE);//重启 ADC

}

以上为中断处理函数，需要添加到 DMA 中断中。当进入 DMA 传输完成中断之后，该函数先停止 ADC 采集，对上一轮 DMA 采集到的数据进行求均值，然后转换为相应的浮点电压发送到上位机，最后重启 ADC 转换。

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)

{

ADC_DMA_Handle();

HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_adc1);

}

以上为 DMA 中断处理函数，在其中添加 ADC_DMA_Handle();。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印 ADC 测量数据。

▲ 实验现象

4、内部温度采集实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行温度传感器 ADC 配置

本实验进行内部温度传感器读取，需要注意采样时间需要给足，手册要求最小采样时间 5us，根据时钟频率进行换算。

相关操作函数说明：

__HAL_ADC_CALC_TEMPERATURE(__VREFANALOG_VOLTAGE__,__TEMPSENSOR_ADC_DATA__, __ADC_RESOLUTION__)

功能：将内部温度传感器的 ADC 采样值转换为温度；

参数 1：ADC 参考电压，单位 mv；

参数 2：ADC 采样寄存器数据，注意是读取的原始数据；

参数 3：ADC 采样位数，可选 ADC_RESOLUTION_12B、ADC_RESOLUTION_10B、ADC_RESOLUTION_8B、ADC_RESOLUTION_6B；

返回：转换后的温度值；

示例：

tem=__HAL_ADC_CALC_TEMPERATURE(vdda,ADC_Value,ADC_RESOLUTION_12B);//转换温度

核心代码：

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED); //矫正

while (1)

{

HAL_ADC_Start(&hadc1);

HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); //等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位ms

if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))

ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);// 读取转换的 AD 值

ADC_Vol = ADC_Value*3.3/4096;// 转换为电压

float tem;

tem=__HAL_ADC_CALC_TEMPERATURE(vdda,ADC_Value,ADC_RESOLUTION_12B);//转换温度

printf("ADC_Vol: %2.4f V Tem: %2.4f ℃\r\n", ADC_Vol,tem); //通过串口发送

HAL_Delay(500);

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，首先对 ADC 进行校准，然后进入主循环，循环中开启 ADC 转换，等待转换完成后读取转换结果，然后将调用自带的温度转换函数将 ADC 采样值转换为温度，最后通过串口打印至 PC，每 500ms 进行一次测量。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印温度测量数据。

▲ 实验现象

5、VABT 电压采集实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 ADC 配置

本实验进行 VBAT 电压读取，基本配置与例 3.8.1 相同，需要注意采样时间需要给足，手册要求最小采样时间 12us，根据时钟频率进行换算。

核心代码：

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED); //矫正

while (1)

{

HAL_ADC_Start(&hadc1);

HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); //等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位 ms

if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))

ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);// 读取转换的 AD 值

ADC_Vol = 3*ADC_Value*3.3f/4096;// 转换为电压

printf("VBAT: %2.4f V \r\n", ADC_Vol); //通过串口发送

HAL_Delay(500);

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，首先对 ADC 进行校准，然后进入主循环，循环中开启 ADC 转换，等待转换完成后读取转换结果，然后将结果转换为浮点数电压值，需要注意的是，VBAT 采样在内部进行了 1/3 分压，因此最终电压计算结果需要乘 3，最后通过串口打印至 PC，每 500ms 进行一次测量。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印 ADC 测量数据。

▲ 实验现象

6、内部基准电压采集实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行温度传感器 ADC 配置

本实验进行内部参考电压读取，基本配置与例 3.8.1 相同，需要注意采样时间需要给足，手册要求最小采样时间 4us，根据时钟频率进行换算，读取之后通过内部参考电压反算外部参考电压。

相关操作函数说明：

__HAL_ADC_CALC_VREFANALOG_VOLTAGE(__VREFINT_ADC_DATA__,__ADC_RESOLUTION__)

功能：通过读取到的内部参考电压，反算实际参考电压；

参数 1：ADC 采样寄存器数据，注意是读取的原始数据；

参数 2：ADC 采样位数，可选 ADC_RESOLUTION_12B、ADC_RESOLUTION_10B、ADC_RESOLUTION_8B、ADC_RESOLUTION_6B；

返回：转换后的时间参考电压，单位 mv；

示例：VREF_MV =__HAL_ADC_CALC_VREFANALOG_VOLTAGE(ADC_Value,ADC_RESOLUTION_12B);//转换 VREF+

核心代码：

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED); //矫正

while (1)

{

HAL_ADC_Start(&hadc1);

HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); //等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位 ms

if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))

ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);// 读取转换的 AD 值

VREF_MV =

__HAL_ADC_CALC_VREFANALOG_VOLTAGE(ADC_Value,ADC_RESOLUTION_12B);//转换 VREF+

printf("VREF+: %d mV \r\n", VREF_MV); //通过串口发送

HAL_Delay(500);

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，首先对 ADC 进行校准，然后进入主循环，循环中开启 ADC 转换，等待转换完成后读取转换结果，然后将调用自带的电压转换函数将内部参考电压 ADC 采样值转换为实际外部参考电压输入，最后通过串口打印至 PC，每500ms 进行一次测量。

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印外部参考电压测量数据。

▲ 实验现象

7、定时器触发单通道 ADC 采样

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 ADC 触发配置

▲ CubeMX 进行定时器配置

▲ CubeMX 进行中断配置

CubeMX 中的 ADC 基本配置单通道采样相同，这里需要开启 ADC1 的中断，并且修改转换触发源，原来的软件触发改为使用定时器时间进行触发，TIM1 配置周期为 10ms，即每 10ms触发一次 ADC 转换。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_IT(ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：使能 ADC，以中断开启 ADC 规则组转换；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERROR；

示例：HAL_ADC_Start_IT(&hadc1); //开启 ADC1 转换

注意：在 ADC 转换完成之后会触发中断，中断中读取采样数据

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop_IT(ADC_HandleTypeDef *hadc)

功能：关闭 ADC，停止规则组转换，关闭转换结束中断；

参数 1：ADC 句柄，根据实际需要填写；

返回：操作结果，HAL_OK，HAL_ERRORT；

核心代码：

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED); //矫正

HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//中断方式启动 ADC

HAL_TIM_Base_Start(&htim1);//启动 TIM1

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，首先对 ADC 进行校准，然后中断方式开启ADC 转换，这里主要是要开启 ADC 并且使能中断，然后开启 TIM1，通过 TIM 触发 ADC进行转换。

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)

{

if(hadc == &hadc1)

{

if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1),

HAL_ADC_STATE_REG_EOC))

ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);// 读取转换的 AD 值

ADC_Vol = ADC_Value*3.3/4096;// 转换为电压

printf("ADC_Vol: %2.4f\r\n", ADC_Vol); //通过串口发送

}

实验现象：

下载烧录后可以观察到上位机串口助手打印 ADC 测量数据。

▲ 实验现象

九、DAC实验

实验目的：掌握和熟悉 DAC 单路输出的软件触发和定时器触发配置方法，配合 DMA 输出波形。

1、DAC 软件触发输出实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 DAC 输出配置

本实验进行软件触发 DAC 输出，开启 DAC1 的 OUT1 输出，使用外部输出引脚，使用普通模式，并且使能输出缓冲，将触发设置为软件触发。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel,uint32_t Alignment, uint32_t Data)

功能：设置 DAC 输出电压；

参数 1：DAC 句柄，根据需要填写；

参数 2：DAC 通道，可选 DAC_CHANNEL_1、DAC_CHANNEL_2；

参数 3：DAC 数据格式，可选 DAC_ALIGN_12B_R（12 位右对齐）、DAC_ALIGN_12B_L（12 位左对齐）、DAC_ALIGN_8B_R（8 位右对齐）；

参数 4：要写入的电压数据；

返回：操作结果，HAL_OK 或 HAL_ERROR；

示例：HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R,sinewave[temp_i]);// 设置输出值注意：此函数不会改变实际的 DAC 输出，如果想要修改生效，还需要使用下面的函数

HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel)

功能：开启外部 DAC 电压转换；

参数 1：DAC 句柄，根据需要填写；

参数 2：DAC 通道，可选 DAC_CHANNEL_1、DAC_CHANNEL_2；

返回：操作结果，HAL_OK 或 HAL_ERROR；

示例：HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1);// 改变输出值

HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel)

功能：停止外部 DAC 电压转换；

参数 1：DAC 句柄，根据需要填写；

参数 2：DAC 通道，可选 DAC_CHANNEL_1、DAC_CHANNEL_2；

返回：操作结果，HAL_OK 或 HAL_ERROR；

核心代码：

while (1)

{

for(temp_i=0; temp_i<60; temp_i++)

{

HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R,

sinewave[temp_i]);// 设置输出值

HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1);// 改变输出值

HAL_Delay(1);// 延时一毫秒

}

以上为 main 函数中外设初始化结束后的部分，主循环中根据正弦表切换 DAC 电压输出，1ms 进行一次切换，正选表一共 60 个点。

实验现象：下载烧录后可以观察到 PA4 输出一个正弦波，频率约为 8.333Hz。

▲ 实验现象

2、定时器触发 DMA 传输 DAC 输出实验

CubeMX 配置如下，保存后生成对应的配置代码：

▲ CubeMX 进行 DAC 基本配置

▲ CubeMX 进行 DMA 配置

▲ CubeMX 进行 TIM4 配置

本实验进行定时器触发 DAC 输出，开启 DAC1 的 OUT1 输出，使用外部输出引脚，使用普通模式，并且使能输出缓冲，将触发设置为 TIM4 触发，配置 DMA，使用循环模式，整字传输，配置 TIM4，设置定时器周期为 1ms。

相关操作函数说明：

HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start_DMA(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel,const uint32_t *pData, uint32_t Length,uint32_t Alignment)

功能：通过 DMA 方式开始 DAC 转换；

参数 1：DAC 句柄，根据需要填写；

参数 2：DAC 通道，可选 DAC_CHANNEL_1、DAC_CHANNEL_2；

参数 3：要通过 DMA 发送的数据指针，一般为数据首地址；

参数 4：要通过 DMA 发送的数据长度；参数 5：发送数据格式，可选 DAC_ALIGN_12B_R（12 位右对齐）、DAC_ALIGN_12B_L（12 位左对齐）、DAC_ALIGN_8B_R（8 位右对齐）；

返回：操作结果，HAL_OK 或 HAL_ERROR；

示例：HAL_DAC_Start_DMA(&hdac1, DAC_CHANNEL_1,(uint32_t *)dac_wave1,SAWTOOTH_NB_STEPS,DAC_ALIGN_12B_R) ;// DMA 方式设置输出值

核心代码：

//正弦表

uint32_t dac_wave1[80]={

0x0826,0x08C6,0x0965,0x0A02,0x0A9C,0x0B31,0x0BC2,0x0C4C,0x0CD0,0x0D4C,0x0DC0,0x0E2B,0x0E8C,0x0EE2,0x0F2E,0x0F6E,0x0FA3,0x0FCC,0x0FE8,0x0FF8,0x0FFB,0x0FF1,0x0FDB,0x0FB9,0x0F8A,0x0F50,0x0F0A,0x0EB8,0x0E5D,0x0DF7,0x0D87,0x0D0F,0x0C8F,0x0C08,0x0B7A,0x0AE7,0x0A4F,0x09B4,0x0916,0x0876,0x07D5,0x0735,0x0696,0x05F9,0x055F,0x04CA,0x0439,0x03AF,0x032B,0x02AF,0x023B,0x01D0,0x016F,0x0119,0x00CD,0x008D,0x0058,0x002F,0x0013,0x0003,0x0000,0x000A,0x0020,0x0042,0x0071,0x00AB,0x00F1,0x0143,0x019E,0x0204,0x0274,0x02EC,0x036C,0x03F3,0x0481,0x0514,0x05AC,0x0647,0x06E5,0x0785};

//正弦表点数

#define SAWTOOTH_NB_STEPS 80

以上为正弦表定义。

if (HAL_TIM_Base_Start(&htim4) != HAL_OK)//开启定时器 4

{

Error_Handler();

}

if (HAL_DAC_Start_DMA(&hdac1, DAC_CHANNEL_1,(uint32_t

*)dac_wave1,SAWTOOTH_NB_STEPS,DAC_ALIGN_12B_R) != HAL_OK) //开始 DMA 传输

{

Error_Handler();

}