STM32 HAL库F103系列之ADC实验（三）

内部温度传感器实验

本实验代码是基于单通道ADC采集实验进行编写

STM32内部温度传感器介绍

 温度计算方法

 实验简要

1，功能描述

        通过ADC1通道16采集芯片内部温度传感器的电压，将电压值换算成温度后，显示在液晶屏（可看作四步：1、上电 2、采集 3、计算 4、显示）

2，确定最小刻度

        VREF+ = 3.3V  0V≤VIN≤3.3V  最小刻度 = 3.3 / 4096  （分辨率：12位）

3，确定转换时间

        采样时间239.5个ADC时钟周期为例，可以得到转换时间为21us

转换时间计算方法：

4，模式组合

        单次转换模式、不使用扫描模式

源码

adc.c

#include "./BSP/ADC/adc.h"


ADC_HandleTypeDef g_adc_handle;

/* ADC 内部温度传感器 初始化函数 */
void adc_temperature_init(void)
{
    ADC_ChannelConfTypeDef adc_ch_conf;

    g_adc_handle.Instance = ADC1;
    g_adc_handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    g_adc_handle.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    g_adc_handle.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    g_adc_handle.Init.NbrOfConversion = 1;
    g_adc_handle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    g_adc_handle.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
    g_adc_handle.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    HAL_ADC_Init(&g_adc_handle);
    
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&g_adc_handle);
    
    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_16;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_handle, &adc_ch_conf);
}

/* ADC MSP初始化函数 */
void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC1)
    {
        RCC_PeriphCLKInitTypeDef adc_clk_init = {0};

        __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

        adc_clk_init.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
        adc_clk_init.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
        HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&adc_clk_init);
    }
}

/* 获得ADC转换后的结果函数 */
uint32_t adc_get_result(void)
{
    HAL_ADC_Start(&g_adc_handle);
    HAL_ADC_PollForConversion(&g_adc_handle, 10);
    return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&g_adc_handle);
}

/* 获取内部温度传感器温度值 */
short adc_get_temperature(void)
{
    uint32_t adcx;
    short result;
    double temperature;

    adcx = adc_get_result();/*得到数字量*/
    temperature = adcx * (3.3 / 4096);/*数字量转换成电压值*/
    temperature = (1.43 - temperature) / 0.0043 + 25;/*温度计算*/
    result = temperature *= 100;
    return result;
}

adc.h

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"


void adc_temperature_init(void);
uint32_t adc_get_result(void);
short adc_get_temperature(void);

#endif 

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./USMART/usmart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/ADC/adc.h"


int main(void)
{
    short temp;

    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                             /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                         /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */
    lcd_init();                                 /* 初始化LCD */
    adc_temperature_init();                     /* 初始化ADC内部温度传感器采集 */

    lcd_show_string(30,  50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    lcd_show_string(30,  70, 200, 16, 16, "Temperature TEST", RED);
    lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 120, 200, 16, 16, "TEMPERATE: 00.00C", BLUE);

    while (1)
    {

        temp = adc_get_temperature();   /* 得到温度值 */

        if (temp < 0)
        {
            temp = -temp;
            lcd_show_string(30 + 10 * 8, 120, 16, 16, 16, "-", BLUE);   /* 显示负号 */
        }
        else
        {
            lcd_show_string(30 + 10 * 8, 120, 16, 16, 16, " ", BLUE);   /* 无符号 */
        }
        lcd_show_xnum(30 + 11 * 8, 120, temp / 100, 2, 16, 0, BLUE);    /* 显示整数部分 */
        lcd_show_xnum(30 + 14 * 8, 120, temp % 100, 2, 16, 0X80, BLUE); /* 显示小数部分 */
        
        LED0_TOGGLE();  /* LED0闪烁,提示程序运行 */
        delay_ms(250);
    }
}

光敏传感器实验

本实验代码是基于单通道ADC采集实验进行编写

光敏二极管原理图

 实验简要

1，功能描述

        通过ADC3通道6（PF8）采集光敏二极管的电压，然后转换为0~100的光线强度值，并显示

2，确定最小刻度

        VREF+ = 3.3V  0V≤VIN≤3.3V  最小刻度 = 3.3 / 4096

3，确定转换时间

        采样时间239.5个ADC时钟周期为例，可以得到转换时间为21us

4，模式组合

        单次转换模式、不使用扫描模式

源码

adc.c

#include "./BSP/ADC/adc3.h"


ADC_HandleTypeDef g_adc_handle;

/* ADC单通道 */
void adc3_init(void)
{
    ADC_ChannelConfTypeDef adc_ch_conf;

    g_adc_handle.Instance = ADC3;
    g_adc_handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    g_adc_handle.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    g_adc_handle.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    g_adc_handle.Init.NbrOfConversion = 1;
    g_adc_handle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    g_adc_handle.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
    g_adc_handle.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    HAL_ADC_Init(&g_adc_handle);
    
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&g_adc_handle);
    
    adc_ch_conf.Channel = ADC_CHANNEL_6;
    adc_ch_conf.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    adc_ch_conf.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&g_adc_handle, &adc_ch_conf);
}

/* ADC MSP初始化函数 */
void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC3)
    {
        GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
        RCC_PeriphCLKInitTypeDef adc_clk_init = {0};
        
        __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_ADC3_CLK_ENABLE();

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_8;
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
        HAL_GPIO_Init(GPIOF, &gpio_init_struct); 
        
        adc_clk_init.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
        adc_clk_init.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
        HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&adc_clk_init);
    }
}

/* 获得ADC转换后的结果函数 */
uint32_t adc_get_result(void)
{
    HAL_ADC_Start(&g_adc_handle);
    HAL_ADC_PollForConversion(&g_adc_handle, 10);
    return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&g_adc_handle);
}

/* 读取光敏传感器值 */
uint8_t lsens_get_val(void)
{
    uint32_t temp_val;
    
    temp_val = adc_get_result();
    temp_val /= 40;                     /*把转换到的数字量转换为0 ~ 100 之间的数*/
    
    if (temp_val > 100) temp_val = 100;
    
    return (uint8_t)(100 - temp_val);   /*光强与转化值为负相关 光强越大电压越小*/
}

adc.h

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"


void adc3_init(void);
uint32_t adc_get_result(void);
uint8_t lsens_get_val(void);

#endif 

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./USMART/usmart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/ADC/adc3.h"


int main(void)
{
    short adcx;

    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                             /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                         /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */
    lcd_init();                                 /* 初始化LCD */
    adc3_init();                                /* 初始化ADC3 */

    lcd_show_string(30,  50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    lcd_show_string(30,  70, 200, 16, 16, "LSENS TEST", RED);
    lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "LSENS_VAL:", BLUE);

    while (1)
    { 
        adcx = lsens_get_val();
        lcd_show_xnum(30 + 10 * 8, 110, adcx, 3, 16, 0, BLUE); /* 显示ADC的值 */
        LED0_TOGGLE();                                         /* LED0闪烁,提示程序运行 */
        delay_ms(250);
    }
}