STM32 HAL库实现ADC温度传感器与VREFINT测量

发布于：2025-07-02 ⋅ 阅读:(22) ⋅ 点赞:(0)

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简介：本示例介绍了如何在STM32微控制器中使用高级定时器库（HAL）来测量温度传感器和内部参考电压（VREFINT）。通过配置ADC通道、初始化ADC和UART，并设置相关的串口通信参数，开发者可以获取系统的温度和电压信息。文中还提供了对电源稳定性、抗干扰措施、软件优化和测试验证等方面的注意点。该应用对于系统监控、故障诊断和性能优化等场景非常重要，并附有完整的实现代码。 【STM32】HAL库-ADC-温度传感器 + VREFINTdemo

1. STM32 HAL库与ADC基础介绍

STM32微控制器是STMicroelectronics（意法半导体）推出的一款广泛使用的32位ARM Cortex-M微控制器系列。HAL库，即硬件抽象层库，是ST为简化应用程序开发而提供的软件库，旨在屏蔽硬件细节，使开发者能够专注于应用逻辑的实现。HAL库提供了一组标准化的API，可用于访问微控制器的外设，比如ADC（模拟数字转换器）。

ADC是将模拟信号转换为数字信号的电路组件，这在数据采集和处理系统中至关重要。在STM32中，ADC可用于读取传感器数据（例如温度、压力、光线强度等），通过转换成数字值，微控制器可以进一步处理这些信息，做出相应的决策。

本章将介绍STM32 HAL库的基本使用方法，并详细解释ADC的工作原理和基本配置，为后续章节深入讨论各种应用场景和优化技巧打下坚实的基础。

2. ADC温度传感器与VREFINT测量实现

2.1 ADC温度传感器的测量原理和配置方法

2.1.1 温度传感器的特性与应用

微控制器内的温度传感器是一种内置的模拟传感器，其核心原理是利用半导体材料的温度依赖性。温度传感器通常由二极管或晶体管组成，它们的阈值电压或基极-发射极电压随温度变化而变化。在STM32微控制器中，温度传感器经常被用来监控芯片的温度，用于系统级的过热保护或温度监控应用。

2.1.2 温度传感器的测量原理和配置步骤

温度传感器的测量原理主要基于电压与温度的对应关系，通常情况下，这个关系是通过公式进行非线性校准的，以补偿半导体材料的非线性特性。在STM32中，可以通过配置内部的ADC通道来读取温度传感器的电压值，然后将这个电压值转换为温度值。

配置步骤大致如下：

  1. 配置ADC时钟和分辨率。
  2. 选择合适的ADC通道连接到温度传感器。
  3. 配置ADC通道的采样时间。
  4. 启动ADC并读取数据。
  5. 将读取的电压值通过校准公式转换为温度。

以下是配置STM32 HAL库以读取温度传感器的一个代码示例：

/* 本代码块只是一个示例，实际应用中需要根据具体型号调整 */
#include "stm32f1xx_hal.h"

ADC_HandleTypeDef hadc1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_ADC1_Init();

    while (1)
    {
        HAL_ADC_Start(&hadc1);
        if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 1000) == HAL_OK)
        {
            uint32_t adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
            float temperature = ConvertAdcValueToTemperature(adcValue);
            // 使用temperature变量进行后续操作
        }
        HAL_ADC_Stop(&hadc1);
        HAL_Delay(1000); // 等待一秒钟
    }
}

float ConvertAdcValueToTemperature(uint32_t adcValue)
{
    // 这里的转换公式和参数需要根据实际硬件手册给出的校准数据来计算
    float voltage = (float)adcValue * VDDA / ADC_RESOLUTION;
    float temperature = (voltage - VZERO迁) / VTHERMAL_COEFF;
    return temperature;
}

2.2 VREFINT的测量原理和配置方法

2.2.1 VREFINT的特性与应用

VREFINT是STM32微控制器内置的一个参考电压源，其主要特性是具有良好的温度稳定性。这个参考电压对于微控制器的ADC模块和DAC模块都是重要的，因为它可以用来进行电压基准校准。VREFINT通常被用于校准其他电压读数，确保ADC转换的精确性。

2.2.2 VREFINT的测量原理和配置步骤

VREFINT测量主要依赖于内部参考电压源的稳定输出。在配置ADC以读取VREFINT时，与温度传感器类似，都是通过配置特定的ADC通道。

配置步骤可以参考以下：

  1. 使能ADC时钟。
  2. 配置ADC分辨率。
  3. 选择ADC通道连接到VREFINT。
  4. 配置ADC通道的采样时间。
  5. 启动ADC并读取数据。

同样，我们使用HAL库配置代码如下：

/* 本代码块只是一个示例，实际应用中需要根据具体型号调整 */
uint32_t ReadVrefint(void)
{
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 1000) == HAL_OK)
    {
        uint32_t adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
        return adcValue;
    }
    HAL_ADC_Stop(&hadc1);
    return 0; // 返回ADC读数，如果ADC转换失败，则返回0
}

表格展示

| 特性 | 描述 | | ------------- | ------------------------------------------------------------ | | 温度传感器 | - 用于内部芯片温度监测
- 常见于安全保护和温度补偿应用 | | VREFINT | - 用于提供稳定的参考电压
- 用于电压基准校准和ADC精度校正 | | ADC通道配置 | - 指定ADC输入通道
- 可以配置为差分或单端模式 | | 采样时间 | - 决定ADC转换精度
- 需要根据应用选择适当的采样时间 |

mermaid流程图展示

graph LR
A[开始] --> B[使能ADC时钟]
B --> C[配置ADC分辨率]
C --> D[选择ADC通道]
D --> E[配置采样时间]
E --> F[启动ADC]
F --> G[等待ADC转换完成]
G --> H[读取ADC值]
H --> I[停止ADC]
I --> J[返回ADC值]
J --> K[结束]

通过这些步骤，我们可以使用STM32的内部温度传感器和VREFINT进行精确的电压和温度测量，从而进行相应的系统监控和故障诊断。

3. ```

第三章：ADC通道配置与初始化

本章节深入探讨STM32的ADC通道配置与初始化过程。在这一部分，我们将详细了解ADC通道的类型和功能，然后逐步剖析配置与初始化的具体步骤。此外，本章还会介绍ADC通道的高级配置，包括过滤、校准以及触发和扫描模式，为实现高效和精确的模拟信号采集奠定基础。

3.1 ADC通道的配置与初始化过程

3.1.1 ADC通道的类型和功能

STM32微控制器的ADC单元提供了多种类型的通道，包括单端通道、差分通道和温度传感器通道等。单端通道用于测量单个模拟信号相对于地线的电压水平。差分通道能够测量两个输入端之间电压的差值，适用于测量高精度、小信号的应用。此外，STM32还提供了内置温度传感器的通道，可以直接测量芯片温度。

ADC通道的功能选择对于采集的精度和类型有着直接的影响，因此在初始化过程中需要根据实际应用场景来选择合适的通道类型。

3.1.2 ADC通道的配置与初始化步骤

配置STM32的ADC通道涉及到多个步骤，首先是通过硬件配置来连接所需的模拟信号输入到ADC。然后在软件中进行通道的初始化设置，如定义采样时间、分辨率、数据对齐等参数。

以下是一个配置STM32单端通道的初始化代码示例，及其解释：

/* STM32 HAL库代码片段 */
void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  /* ADC初始化结构体配置 */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
  hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
  hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /* 配置ADC通道 */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  sConfig.Rank = 1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

代码解析： - ADC1 是初始化的ADC实例，根据不同的STM32型号，可能还有 ADC2 , ADC3 等。 - ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4 设置了ADC的时钟预分频器。 - ADC_RESOLUTION_12B 设置了12位的分辨率。 - ADC_SOFTWARE_START 表示由软件触发ADC转换。 - ADC_DATAALIGN_RIGHT 设置了数据右对齐。 - sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0 指定了ADC通道 0 。 - ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5 设置了采样时间为1.5个ADC时钟周期。

3.2 ADC通道的高级配置

3.2.1 ADC通道的过滤与校准

为了提高测量的稳定性和准确性，ADC模块通常会配备一定的过滤功能和校准机制。在STM32中，可以利用内置的低通滤波器来减少输入信号的噪声干扰。

以下是如何启用和配置STM32 ADC低通滤波器的示例代码：

void MX_ADC1_Init(void)
{
  /* ...（前面初始化代码保持不变）... */

  /* 启用低通滤波器，设置截止频率 */
  HAL_ADCEx滤波器ConfigChannel(&hadc1, &sConfig, ADC滤波器_CUTOFF_144CYCLES);
}

3.2.2 ADC通道的触发与扫描模式

在某些应用中，可能需要同时从多个通道采集数据，这时可以通过配置ADC的触发和扫描模式来实现。触发模式允许ADC在外部事件（如定时器溢出）发生时启动转换，而扫描模式则允许在一次启动中连续转换多个通道。

以下是配置ADC为连续扫描模式的示例代码：

/* STM32 HAL库代码片段 */
void MX_ADC1_Init(void)
{
  /* ...（前面初始化代码保持不变）... */

  /* 配置ADC为连续扫描模式 */
  hadc1.Init.ScanConvMode = ENABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc1.NbrOfConversion = 3; // 假设需要扫描三个通道

  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /* 配置多个通道 */
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
  sConfig.Rank = 2;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);

  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_2;
  sConfig.Rank = 3;
  HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}

通过上述设置，STM32的ADC模块能够在连续扫描模式下依次采集三个通道的数据，并将结果存储在缓冲区中供后续处理。

在本章节中，我们详细学习了STM32的ADC通道配置和初始化过程，包括不同通道类型的选择、初始化步骤、以及高级配置，如过滤、校准、触发和扫描模式的应用。这些信息为读者在实际开发中对模拟信号进行高效、精确采集提供了坚实的基础。


# 4. 串口通信设置与ADC数据输出

## 4.1 串口通信的设置和配置

### 4.1.1 串口通信的基本原理和配置步骤

串口通信是一种常用的异步串行通信方式，在微控制器和其他电子设备之间交换数据时广泛使用。它通过特定的引脚，如STM32中的USART（通用同步/异步收发器），在设备之间传输字节流。基本原理涉及到数据帧的构建，包括起始位、数据位、可选的奇偶校验位和停止位。在STM32微控制器上，我们通常使用HAL库函数来配置和管理串口通信，包括设置波特率、字长、停止位和校验位等参数。

在配置STM32的串口之前，首先需要选择合适的引脚作为TX（发送）和RX（接收），并配置相关的GPIO模式为复用功能。接下来，根据硬件设计中的系统时钟，计算出正确的波特率。在HAL库中，我们使用`HAL_UART_Init()`函数来初始化UART句柄，该句柄包含了所有必要的串口配置参数。

例如，以下是一段设置STM32串口1配置的代码示例：

```c
UART_HandleTypeDef huart1;

void MX_USART1_UART_Init(void)
{
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 9600;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

在这段代码中， huart1 是一个UART_HandleTypeDef类型的句柄，包含了UART模块的所有配置。我们指定了串口号（USART1），波特率（9600 bps），字长（8位数据位），停止位（1位停止位），奇偶校验（无校验位），模式（接收和发送），硬件流控制（无）以及过采样率（16倍）。

4.1.2 串口通信的高级设置和优化

串口通信的高级设置和优化可以帮助我们更好地管理数据传输，减少错误并提高性能。这包括配置中断服务例程（ISR），使用DMA（直接内存访问）来减少CPU负担，以及实现缓冲区管理等。

在中断服务例程中，我们需要处理接收到的数据，并准备发送的数据。在STM32 HAL库中，可以通过实现 HAL_UART_RxCpltCallback() 和 HAL_UART_TxCpltCallback() 函数来分别处理接收和发送完成后的事件。

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if (huart->Instance == USART1)
    {
        // 处理接收到的数据
    }
}

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if (huart->Instance == USART1)
    {
        // 发送完成后的处理
    }
}

使用DMA进行串口通信可以极大地提高数据处理能力。DMA允许外设和内存之间直接进行数据传输，而无需CPU的介入，从而减少了CPU的负载，提高了数据传输的效率。以下是启用DMA发送的代码示例：

UART_HandleTypeDef huart1;

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* huart)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    if(huart->Instance==USART1)
    {
        __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
        // ...其他必要的初始化代码...
        // 启用DMA
        __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
        HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel6_IRQn, 0, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel6_IRQn);
    }
}

void UART1_TX_DMA_Config()
{
    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
    DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_tx;
    hdma_usart1_tx.Instance = DMA1_Channel6;
    hdma_usart1_tx.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
    hdma_usart1_tx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    hdma_usart1_tx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    hdma_usart1_tx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart1_tx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart1_tx.Init.Mode = DMA_NORMAL;
    hdma_usart1_tx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;
    HAL_DMA_Init(&hdma_usart1_tx);
    __HAL_LINKDMA(&huart1, hdmatx, hdma_usart1_tx);
}

在上述代码中，首先在 HAL_UART_MspInit() 函数中启用了USART1时钟和GPIOA时钟，并配置了相关的GPIO为UART复用功能。然后在 UART1_TX_DMA_Config() 函数中，初始化了DMA1 Channel6，并将该通道与USART1的TX（发送）端口绑定。这样，当通过 HAL_UART_Transmit_DMA() 函数发送数据时，数据会通过DMA从内存直接传输到外设，CPU只需设置传输参数即可。

4.2 ADC数据的串口输出实现

4.2.1 ADC数据的读取和处理

在STM32微控制器上，读取ADC的值通常使用HAL库函数 HAL_ADC_Start() 来启动ADC转换，然后使用 HAL_ADC_PollForConversion() 来轮询转换是否完成，最后使用 HAL_ADC_GetValue() 来获取ADC的转换结果。以下是一个简单的示例代码：

ADC_HandleTypeDef hadc1;

void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    if(adcHandle->Instance==ADC1)
    {
        // 启用ADC1时钟
        __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
        // 配置ADC1的GPIO引脚为模拟输入模式
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
        // ...其他必要的初始化代码...
    }
}

uint32_t Read_ADC_Value(void)
{
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
    return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}

在这段代码中， hadc1 是一个ADC_HandleTypeDef类型的句柄，包含了ADC1的所有配置。我们指定了ADC模块（ADC1），并在 HAL_ADC_MspInit() 函数中启用ADC1时钟，并配置了相应的GPIO引脚为模拟输入模式。 Read_ADC_Value() 函数启动ADC转换，并等待转换完成，然后返回转换结果。

4.2.2 ADC数据的串口输出和应用

一旦获取了ADC的值，下一步就是通过串口将数据发送出去。这可以通过 HAL_UART_Transmit() 函数实现。我们需要将ADC的值转换成字符串，然后通过串口发送。以下是一个示例代码：

void UART_Send_ADC_Value(uint32_t adcValue)
{
    char buffer[10];
    int len;
    // 将ADC值转换为字符串
    len = sprintf(buffer, "%lu\r\n", adcValue);
    // 通过串口发送ADC值
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)buffer, len, HAL_MAX_DELAY);
}

int main(void)
{
    // ...其他初始化代码...
    // 主循环
    while (1)
    {
        uint32_t adcValue = Read_ADC_Value();
        UART_Send_ADC_Value(adcValue);
        HAL_Delay(1000); // 等待1秒
    }
}

在这个 UART_Send_ADC_Value() 函数中，我们首先定义了一个字符数组 buffer ，用于存储转换后的字符串。然后使用 sprintf() 函数将ADC值转换成字符串。最后，使用 HAL_UART_Transmit() 函数将字符串通过之前配置好的串口发送出去。在 main() 函数的主循环中，我们读取ADC值，并通过串口将数据发送出去，每隔1秒钟发送一次。

最终，这个程序能够以固定的周期读取ADC值，并通过串口不断输出，从而可以连接到电脑或其他设备上查看ADC的实时数据。这在需要远程监控或调试时非常有用。

在实际应用中，串口输出的数据可能需要更复杂的格式化处理，以适应不同的应用场景和数据解析需求。例如，我们可以根据需要输出更多的上下文信息，或者是以JSON、XML等格式发送结构化数据，以便于接收方进行解析。

5. 系统监控与故障诊断应用

5.1 系统监控的实现和应用

5.1.1 系统监控的概念和功能

系统监控是确保电子系统正常运行的关键环节，它可以持续检测系统的性能指标，如电压、电流、温度等，并进行记录和分析。在STM32微控制器中，通过配置ADC和定时器，我们可以实时监控电源和环境参数，确保系统稳定运行。

5.1.2 系统监控的实现和应用

要实现系统监控功能，首先需要通过ADC采集各种传感器数据，并通过定时器设定采样周期。以下是一个简化的代码示例，用于从ADC读取电压值，并通过串口输出。

#include "stm32f1xx_hal.h"

// 初始化ADC
void MX_ADC_Init(void)
{
    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    ADC_HandleTypeDef hadc;
    hadc.Instance = ADC1;
    hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    hadc.Init.NbrOfConversion = 1;
    HAL_ADC_Init(&hadc);

    // 配置ADC通道
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
    sConfig.Rank = 1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
}

// 读取ADC值并输出
void ReadAndOutputADCValue(void)
{
    HAL_ADC_Start(&hadc);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc, HAL_MAX_DELAY);
    uint32_t adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    HAL_ADC_Stop(&hadc);

    // 转换为电压值
    float voltage = (adcValue * 3.3f) / 4096.0f;
    // 通过串口输出
    printf("ADC Voltage: %.2fV\r\n", voltage);
}

int main(void)
{
    HAL_Init();
    MX_ADC_Init();
    HAL_TIM_Base_Start(&htim);
    while (1)
    {
        ReadAndOutputADCValue();
        HAL_Delay(1000); // 每秒采样一次
    }
}

在上述代码中，我们初始化了一个单通道的ADC，然后在主循环中，每秒读取一次ADC值并通过串口输出。这里假设ADC通道0已经连接到一个电压传感器。

5.2 故障诊断的实现和应用

5.2.1 故障诊断的概念和功能

故障诊断是电子系统维护中不可或缺的一部分。通过系统监控数据，我们可以及时发现潜在的系统问题，并采取措施进行修复。故障诊断可以包括但不限于异常值检测、趋势分析和模式识别。

5.2.2 故障诊断的实现和应用

实现故障诊断，我们需要首先确定哪些参数是关键指标，然后设置合理的阈值，当读取的监控值超过阈值时，进行告警和记录。以下是一个简单的故障诊断逻辑示例。

#define VOLTAGE_THRESHOLD 3.0f // 设定电压阈值为3.0V

// 检查电压是否正常
void CheckVoltage(float voltage)
{
    if (voltage > VOLTAGE_THRESHOLD)
    {
        // 电压过高，进行故障处理
        printf("Voltage is too high! %.2fV\r\n", voltage);
    }
    else if (voltage < 2.8f)
    {
        // 电压过低，进行故障处理
        printf("Voltage is too low! %.2fV\r\n", voltage);
    }
    else
    {
        // 电压正常
        printf("Voltage is normal: %.2fV\r\n", voltage);
    }
}

int main(void)
{
    // ...之前的初始化代码...
    while (1)
    {
        ReadAndOutputADCValue();
        CheckVoltage(voltage);
        HAL_Delay(1000); // 每秒采样一次
    }
}

在这个例子中，我们通过 CheckVoltage 函数来判断电压是否正常。如果检测到电压异常，程序会输出相应的信息。在实际应用中，还可以加入更多的监控点，比如电流、温度等，并且可能需要更复杂的算法来分析数据，比如使用机器学习算法进行模式识别。此外，还可以将故障诊断信息存储在日志文件中，或者通过网络发送警报信息到远程监控中心。

本文还有配套的精品资源，点击获取 menu-r.4af5f7ec.gif

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