STM32L051使用HAL库操作实例（14）- ADC采集电压-编程知识

一、前言

二、ADC外设简要说明

三、STM32CubeMX配置（本文使用的STM32CubeMX版本为6.1.2）

1.MCU选型

2.时钟使能

3.外部时钟配置

4.串口配置

5.ADC引脚配置

6.配置STM32CubeMX生成工程文件

7.点击GENERATE CODE生成工程文件

四、工程源码

五、运行状态

一、前言

本文主要介绍通过HAL库搭建工程及如何通过STM32L051的ADC外设读取外部电压；

1.MCU：STM32L051C8T6

2.软件平台：KEIL V5.27、STM32CubeMX V6.1.2

3.库类型：HAL

二、ADC外设简要说明

1.STM32L051这款MCU不像F1系列大容量版本的MCU有外置Vref引脚，所以在使用这款单片机时，如果采用外部的3.3V电源电压作为基准，那么在外部电压发生波动时就会影响ADC测量数据的准确性。这里有两种方法：一种是可采用在外部使用如TL431搭建基准电源电路，需要使用2路ADC通道，在ADC进行读取时先使用一路通道进行TL431基准电压的读取进行比较，然后在读取另一外部输入的通道；第二种是采用MCU内部的基准电压作为基准，在ADC进行读取时先获取内部的基准电压值，然后在读取另一外部输入的通道，这里例程采用的是第二种方法。

2.查看datasheet得知，STM32的mcu有一个寄存器VREFINT_CAL的值为厂家存放的基准电压，该值的环境：在温度为25°C时获取的原始VDD = 3V，由下图说明VREFINT内部基准电源为ADC和比较器提供稳定的电压输出。VREFINT内部连接ADC_IN17输入通道，它可以准确的监测VDD值。

3.查看STM32L051参考手册可找到厂家已给出相应的计算公式，如下图：

我们可以看到，手册中已说明，对于不知道VDDA值的应用，必须使用内部参考电压，内部参考电压Vdda=3V，ADC读取电压的计算公式也列出了。那么我们在使用ADC时就需要读取两个通道的值，首先为ADC_IN17的值（即VREFINT_DATA），ADC_DATA是外部ADC引脚通道上测量的值，VREFINT_CAL为内部参考电压校准值，可以直接地址读取。我们使用的这款STM32L051C8T6芯片VREFINT_CAL地址为：0X1FF80078。使用公式直接读取VREFINT_CAL = *(__IO uint16_t *)(0X1FF80078);FULL_SCALE是根据我们设置的ADC分辨率而定，12位ADC分辨率值：2^12 - 1 = 4096 - 1。

三、STM32CubeMX配置（本文使用的STM32CubeMX版本为6.1.2）

思路：使用PA0引脚（ADC_IN0通道）读取外部电压（通过电位器调节），读取后将读出的数值通过串口一打印出来。

1.MCU选型

例程使用的为STM32L051C8T6型号；

2.时钟使能

使用外部时钟

3.外部时钟配置

将时钟选用外部HSE时钟，频率采用32M

4.串口配置

启用USART1，模式为异步通讯模式。波特率采用9600，数据长度8为，无校验，1个停止位。

5.ADC引脚配置

选择使用PA0引脚作为ADC输入端，

ADC参数配置

6.配置STM32CubeMX生成工程文件

1.编辑好文件名称，保存路径，输出工程文件类型。

7.点击GENERATE CODE生成工程文件

四、工程源码

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint16_t i;uint32_t SUM[3];uint16_t ADC_DATA[101];uint16_t VREFINT_DATA[101];ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;uint16_t VREFCAL = 0;float V_CHANNEL = 0;int16_t ADC_value;/* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_ADC_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//*获取内部校准电压参考值*/VREFCAL = *(__IO uint16_t *)(0x1FF80078);printf("\r\nSTM32L051C8T6 开发板ADC读取实验\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){SUM[0] = 0;SUM[1] = 0;for(i=0; i<100; i++){/*获取PA0引脚电压值*/ADC_DATA[i] = 0;/*开启ADC校准，使用的为单端校准模式*/HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);/*寄存器数据清零*/hadc.Instance->CHSELR=0;/*转换通道配置*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;/*配置所选通道*/HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);/*启动转换*/HAL_ADC_Start(&hadc);/*等待转换结束，1000为times*/HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,1000);/*读取结果*/ADC_DATA[i] = HAL_ADC_GetValue(&hadc);/*停止ADC读取*/HAL_ADC_Stop(&hadc);SUM[0] += ADC_DATA[i];/*获取内部基准电压值*/VREFINT_DATA[i] = 0;HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc,ADC_SINGLE_ENDED);/*寄存器数据清零*/hadc.Instance->CHSELR=0;/*转换通道配置*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_VREFINT;/*配置所选通道*/HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);/*启动转换*/HAL_ADC_Start(&hadc);/*等待转换结束*/HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,1000);/*读取结果*/VREFINT_DATA[i] = HAL_ADC_GetValue(&hadc);/*停止ADC读取*/HAL_ADC_Stop(&hadc);SUM[1] += VREFINT_DATA[i];}/*计算外部输入电压平均值*/ADC_DATA[100] = SUM[0] / 100;/*计算内部基准电压平均值*/VREFINT_DATA[100] = SUM[1] / 100;/*计算公式V_channelx = 3V *VREFINT_CAL*ADC_DATAx/(VREFINT_DATA*FULL_SCALE)*//*V_channel为计算后的值，VREFCAL为内部基准值、FULL_SCALE为12位分辨率即4096-1*//*ADC_DATA为外部采集电压值，VREFINT_DATA为通道17采集的值*//*计算校准后的电压值*/V_CHANNEL = (float)(3*VREFCAL*ADC_DATA[100])/(VREFINT_DATA[100]*4095);/*电压值放大1000倍*/ADC_value = V_CHANNEL * 1000;/*通过打印ADC_value值*/printf("ADC数据:%dmv",ADC_value);/*延时*/HAL_Delay(1000);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}