STM32單片機基礎21——使用ADC讀取電壓值

本篇詳細的記錄瞭如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的ADC外設,讀取DAC輸出引腳的電壓值。

1. 準備工作

硬件準備

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軟件準備

  • 需要安裝好Keil - MDK及芯片對應的包,以便編譯和下載生成的代碼;

Keil MDK和串口助手的安裝包都可以關注“小熊派開源社區”微信公衆號,在資料教程一欄中可獲取安裝包。

2.生成MDK工程

選擇芯片型號

打開STM32CubeMX,打開MCU選擇器:

搜索並選中芯片STM32L431RCT6:

配置時鐘源

  • 如果選擇使用外部高速時鐘(HSE),則需要在System Core中配置RCC;
  • 如果使用默認內部時鐘(HSI),這一步可以略過;

這裏我都使用外部時鐘:

配置串口

小熊派開發闆闆載ST-Link並且虛擬了一個串口,原理圖如下:

這裏我將開關撥到AT-MCU模式,使PC的串口與USART1之間連接。

接下來開始配置USART1

配置DAC

確定DAC輸出通道

查看小熊派E53接口的原理圖:

配置DAC

選擇DAC1,開啓輸出通道2,配置保持默認即可:

配置ADC

知識小卡片 —— ADC

ADC全稱 Analog-to-Digital Converter,即模擬-數字轉換器,可以將連續變化的模擬信號轉換爲離散的數字信號,進而使用數字電路進行處理,稱之爲數字信號處理。

STM32L431xx 系列有 1 個 ADC,ADC 分辨率高達 12 位,每個 ADC 具有多達 20 個的採集
通道,這些通道的 A/D 轉換可以單次、連續、掃描或間斷模式執行。 ADC 的結果可以左對齊
或右對齊方式存儲在 16 位數據寄存器中。

STM32L431 的 ADC 最大的轉換速率爲 5.33Mhz,也就是轉換時間爲 0.188us(12 位分辨率
時),ADC 的轉換時間與 AHB 總線時鐘頻率無關。

知識小卡片結束啦~對ADC有沒有了解呢?

確定ADC通道

查看小熊派E53接口的原理圖:

配置ADC(單次轉換模式)

首先選擇ADC1,開啓通道3:

接下來是對ADC的設置,這裏我們保持默認即可:

最後設置ADC的轉換規則:

其餘的一些設置保持默認即可。

配置時鐘樹

STM32L4的最高主頻到80M,所以配置PLL,最後使HCLK = 80Mhz即可:

生成工程設置

代碼生成設置

最後設置生成獨立的初始化文件:

生成代碼

點擊GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程:

3. 在MDK中編寫、編譯、下載用戶代碼

重定向printf( )函數

參考:重定向printf函數到串口輸出的多種方法

編寫讀取數據的測試代碼

修改main函數如下:

int main(void)
{
    /* USER CODE BEGIN 1 */
    uint16_t i = 0;
    uint16_t adc_value = 0;
    float vol = 0.0;
    /* USER CODE END 1 */

    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();
    MX_DAC1_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_ADC1_Init();

    /* USER CODE BEGIN 2 */
    printf("DAC Test...\r\n");
    HAL_DAC_Start(&hdac1, DAC_CHANNEL_2);
    /* USER CODE END 2 */

    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
    for(i = 0; i < 4096; i++)
    {
        HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_2, DAC_ALIGN_12B_R, i);
        HAL_Delay(2);
        if(i%1024 == 0)
        {
            /* 使用ADC採樣 */
            HAL_ADC_Start(&hadc1);	                //啓動ADC單次轉換
            HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);	//等待ADC轉換完成
            adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); 	//讀取ADC轉換數據
            vol = ((double)adc_value/4096)*3.3;
            printf("adc_value = %d, vol = %.2fV.\n", adc_value, vol);
        }
    }

    printf("DAC test finish, test again!\r\n");
    }
    /* USER CODE END 3 */
    }

至此,我們已經學會如何使用ADC讀取DAC輸出引腳的電壓值

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