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STM32F103（十九）ADC相关的几个实验—内部温度传感器、内部参照电压、光敏传感器_Curnane0_0的博客

7 人参与  2021年11月21日 08:23  分类 : 《随便一记》  评论

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学习板：STM32F103ZET6
参考：
STM32F103（十八）ADC总结（5W字）

ADC相关的几个实验—内部温度传感器、内部参照电压、光敏电阻

  • 一、前言
  • 二、内部温度传感器
    • 1、原理
    • 2、代码实现：
    • 3、完整代码
      • 1、adc.h代码
      • 2、adc.c代码
      • 3、main.c
    • 4、测试
  • 三、内部参考电压
    • 1、代码实现
    • 2、完整代码：
      • 1、adc.h代码
      • 2、adc.c代码
      • 3、main.c
    • 3、测试
  • 四、光敏传感器
    • 1、原理
    • 2、代码实现
    • 3、完整代码
      • 1、adc.h代码
      • 2、adc.c代码
      • 3、main.c代码
    • 4、测试

一、前言

上一篇博客总结的ADC的相关寄存器、相关库函数以及如何编程，本博把ADC相关的几个功能实验总结一下，作为上一篇博客ADC的复习。

内部温度传感器在ADC1的16通道、内部参考电压在ADC1的17通道，这俩个功能是在芯片内部的，并没有引脚引出，所以不需要配置引脚。
在这里插入图片描述

至于光敏电阻，这个是我板子外设自己添加的，因引脚设计而异，之后再详述。

二、内部温度传感器

1、原理

芯片内部温度传感器的温度与电压关系接近为线性，按照线性方程来解，ST官方给了几个重要参数：25摄氏度时传感器电压输出：1.43V、线性方程的斜率为4.3mV/℃=0.0043V/摄氏度。

则有：

在这里插入图片描述

所以只需要得到VT即可根据这个公式得到内部温度传感器的温度显示。

2、代码实现：

ADC的相关内容上一博客都总结过了，再一步步看看代码，含义不在赘述。
（1）使能ADC1

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

（2）设置ADC1时钟分频

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

（3）重置ADC1

	ADC_DeInit(ADC1);

（4）ADC1初始化

	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//连续模式
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//不扫描模式
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);

（5）内部温度传感器使能

 ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);

（6）ADC1使能

ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);

（7）ADC1复位校准并等待完成

ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)) //等待复位校准结束
	{
		
	}

（8）ADC1校准并等待校准完成

	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1))//等待校准结束
	{

	}

（9）写一个获取ADC转换结果的函数
传递参数为：通道数、序列的序号、采用周期

u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime) //传递通道、序列序号、采样周期
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, num, ADC_SampleTime);//规则通道设置
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发、并开启转换
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC))
	{
		//转换过程中执行空语句，等待转换完成
	}
	 return ADC_GetConversionValue(ADC1);	
 }

3、完整代码

1、adc.h代码

//adc.h
#ifndef _ADC_
#define _ADC_
#include "stm32f10x.h"
void adc_Init(void);
u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime);
#endif

2、adc.c代码

#include "adc.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
void adc_Init(void)
{
	ADC_InitTypeDef		 ADC_InitStruct;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	ADC_DeInit(ADC1);
	
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//连续模式
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//不扫描模式
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);
	
   ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)) //等待复位校准结束
	{
		
	}
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1))//等待校准结束
	{
	}
}

u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime) //传递通道、序列序号、采样周期
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, num, ADC_SampleTime);//规则通道设置
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发、并开启转换
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC))
	{
		//转换过程中执行空语句，等待转换完成
	}
	 return ADC_GetConversionValue(ADC1);	
 }

3、main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include  "adc.h"
#include "usart.h"
u16 a;
float b;
 int main(void)
 {	
	delay_init();
	adc_Init();
	uart_init(115200);	
	
	 while(1)
	 {
	  a=adc_getval(ADC_Channel_16,1,ADC_SampleTime_28Cycles5);\
		b=(a*(3.3/4096)-1.43)/0.0043+25;
	    printf("ADC= %d        tsensor= %1.3f ℃ \r\n",a,b);
	    delay_ms(500);
	 }
 }

4、测试

下载后通过串口监视器察看：
在这里插入图片描述

三、内部参考电压

注意一个东西：ADC的参考电压由Vref+、Vref-引脚提供，而内部参考电压与外部电路无关。
在这里插入图片描述

1、代码实现

代码与内部温度传感器的代码类似，只有以下不同之处：

在这里插入图片描述

2、完整代码：

1、adc.h代码

//adc.h
#ifndef _ADC_
#define _ADC_
#include "stm32f10x.h"
void adc_Init(void);
u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime);
#endif

2、adc.c代码

#include "adc.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
void adc_Init(void)
{
	ADC_InitTypeDef		 ADC_InitStruct;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	ADC_DeInit(ADC1);
	
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//连续模式
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//不扫描模式
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);
	
   ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)) //等待复位校准结束
	{
		
	}
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1))//等待校准结束
	{
	}
}

u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime) //传递通道、序列序号、采样周期
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, num, ADC_SampleTime);//规则通道设置
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件触发、并开启转换
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC))
	{
		//转换过程中执行空语句，等待转换完成
	}
	 return ADC_GetConversionValue(ADC1);	
 }

3、main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include  "adc.h"
#include "usart.h"
u16 a;
float b;
 int main(void)
 {	
	delay_init();
	adc_Init();
	uart_init(115200);	
	 while(1)
	 {
	    a=adc_getval(ADC_Channel_17,1,ADC_SampleTime_28Cycles5);
		b=a*(3.3/4096);
	    printf("ADC= %d        Vrefint= %1.3f V \r\n",a,b);
	    delay_ms(500);
	 }
 }

3、测试

下载后通过串口监视器察看：
在这里插入图片描述

四、光敏传感器

有的板子上面有光敏传感器，这里做一个总结。

1、原理

先分析一下原理图：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

首先，我的实验板上光敏传感器接的ADC3通道6

其次分析一下光敏二极管的工作原理：

没有光照射时，二极管对地反接，二极管两端“电阻”无穷大，ADC3通道6的引脚测的是二极管两端的电压，此时为3.3V，当有光照射时，光敏二极管慢慢开始导通，且根据光照强调不同，其导通能力不同，相当于随着光照的增强，二极管的“电阻”在减小，R34会慢慢增大分压，导致二极管两端电压减小。
所以随着光照的增强，ADC3通道6转换的电压值在减小。

2、代码实现

（1）使能ADC3和PF8时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3|RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);

（2）设置ADC3时钟分频

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

（3）重置ADC3

ADC_DeInit(ADC3);

（4）ADC3初始化

由于只用到一个通道，故设置规则序列为1

	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//连续模式
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//不扫描模式
	ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStruct);

（5）使能ADC3

ADC_Cmd(ADC3,ENABLE);

（6）ADC3复位校准并等待完成

	ADC_ResetCalibration(ADC3);
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC3)) //等待复位校准结束
	{
		
	}

（7）ADC3校准并等待完成

	ADC_StartCalibration(ADC3);
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC3))//等待校准结束
	{

	}

（8）编写获取ADC3转换值函数

u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime) //传递通道、序列序号、采样周期
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ch, num, ADC_SampleTime);//规则通道设置
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC3,ENABLE);//软件触发、并开启转换
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC3,ADC_FLAG_EOC))
	{
		//转换过程中执行空语句，等待转换完成
	}
	 return ADC_GetConversionValue(ADC3);	
 }

（9）主函数编写
在while循环中通过循环调用（8）中编写的函数，获取转换值，而转换值为0~4096的值，0对应0V、4096对应3.3V，故需要将这个ADC转换的值映射到0 ~3.3V区间

	 while(1)
	 {
	    a=adc_getval(ADC_Channel_6,1,ADC_SampleTime_28Cycles5);
		b=a*(3.3/4096);
	    printf("ADC= %d        Vrefint= %1.3f V \r\n",a,b);
	    delay_ms(500);
	 }

3、完整代码

1、adc.h代码

#ifndef _ADC_
#define _ADC_
#include "stm32f10x.h"
void adc_Init(void);
u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime);
#endif

2、adc.c代码

#include "adc.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
void adc_Init(void)
{
	ADC_InitTypeDef		 ADC_InitStruct;
	GPIO_InitTypeDef	 GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3|RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);

	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	ADC_DeInit(ADC3);
	
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//连续模式
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//不扫描模式
	ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStruct);
	
  
	ADC_Cmd(ADC3,ENABLE);
	
	ADC_ResetCalibration(ADC3);
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC3)) //等待复位校准结束
	{
		
	}
	ADC_StartCalibration(ADC3);
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC3))//等待校准结束
	{

	}
}

u16 adc_getval(u8 ch,u8 num,u8 ADC_SampleTime) //传递通道、序列序号、采样周期
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ch, num, ADC_SampleTime);//规则通道设置
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC3,ENABLE);//软件触发、并开启转换
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC3,ADC_FLAG_EOC))
	{
		//转换过程中执行空语句，等待转换完成
	}
	 return ADC_GetConversionValue(ADC3);	
 }

3、main.c代码

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include  "adc.h"
#include "usart.h"
u16 a;
float b;
 int main(void)
 {	
	delay_init();
	adc_Init();
	uart_init(115200);	
	 
	 while(1)
	 {
	    a=adc_getval(ADC_Channel_6,1,ADC_SampleTime_28Cycles5);
		b=a*(3.3/4096);
	    printf("ADC= %d        Vrefint= %1.3f V \r\n",a,b);
	    delay_ms(500);
	 }
 }

4、测试

下载代码后通过串口监视器：

实验室光照下：
在这里插入图片描述

手摁住光敏传感器：
在这里插入图片描述

手电筒照射光敏传感器：

在这里插入图片描述

可见，ADC3通道6的确可以捕获到电压值，并且与我们之前分析的一致，强光下二极管导通


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本文链接：http://zhangshiyu.com/post/31106.html

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