9. 利用PY32Studio+HAL库开发ADC模拟采用功能

9. 利用PY32Studio+HAL库开发ADC模拟采用功能

发布时间：2026/10/3 19:52:49
9. 利用PY32Studio+HAL库开发ADC模拟采用功能 一、功能通过PY32Studio可视化配置实现芯片内部温度传感器Temperature、内部参考电压Vrefint、1/3的VCC的单次ADC采样无需外接任何硬件电路最后通过串口printf实时打印芯片内部结温、内部参考电压、1/3的VCC。本练习采用单次转换模式非扫描、非DMA配置简单、代码轻量化适合新手学习。二、硬件通过USB转TTL模块连接PC与Startkit板, Startkit板与USB转TTL模块的连线方式如下通过串口将信息发送到串口助手。Startkit 开发板USB转TTL模块Tx(PA0)RxRx(PA1)TxGNDGND三、PY32Studio配置3.1 创建一个新工程首先用PY32Studio创建一个F032_ADC1的新工程。3.2 配置时钟在芯片视图中点击时钟视图在时钟视图中选择HSI为时钟源配置PLL_MULx9SYS_SELPLL系统时钟为72MHz.3.3 配置UART1配置UART1的参数激活UART1配置UART1的参数波特率115200停止位1数据长度8位奇偶校验无。3.4 配置ADC的参数第一步配置ADC的内部通道第二步配置ADC的参数Scan Conversion ModeDisable关闭扫描模式单次单通道采样Continuous Conversion ModeDisable关闭连续转换单次触发单次采样Discontinuous Conversion ModeDisable第三步配置ADC的转换参数第四步配置ADC的转换时间转换时间长一点避免采样波动第五步点击生成工程四、理解HAL库函数4.1 py32f032_hal_adc.cPY32 HAL 库中与ADC相关的核心函数主要分为初始化配置、ADC转换、中断控制、回调函数等几类。以下为核心函数详解及使用示例一、 初始化与配置函数1.使能ADC外设前提必须在RCC层配置ADC时钟。两项时钟配置是强制的ADC内核时钟也可作为转换时钟示例在 HAL_ADC_MspInit()推荐位置或者其他外设时钟配置代码中__HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();(必须调用)ADC时钟源与分频系数在ADC初始化阶段通过HAL_ADC_Init()的 ClockPrescaler 参数配置。2. ADC引脚配置使能ADC所用GPIO的时钟使用宏__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()将ADC引脚配置为模拟模式使用函数HAL_GPIO_Init()3. 可选ADC使用中断场景配置ADC的NVIC中断使用HAL_NVIC_EnableIRQ(ADCx_IRQn)在对应的中断向量服务函数内调用HAL_ADC_IRQHandler()4. 可选ADC使用DMA场景配置DMADMA通道、Normal/Circular模式等使用HAL_DMA_Init()配置DMA的NVIC中断使用HAL_NVIC_EnableIRQ(DMAx_Channelx_IRQn)在DMA中断向量函数内调用HAL_ADC_IRQHandler()二、ADC、规则组、通道参数配置1. 配置ADC基础参数分辨率、数据对齐等和规则组参数转换触发源、序列器等HAL_ADC_Init()2. 配置规则组通道参数(通道号、在序列中的Rank序号等)HAL_ADC_ConfigChannel()3. 可选配置模拟看门狗监控通道、高低阈值HAL_ADC_AnalogWDGConfig()三、ADC转换1. 可选执行ADC自动校准提升转换精度使用HAL_ADCEx_Calibration_Start()2. ADC驱动支持3种工作模式查询轮询、中断、DMA传输轮询模式Polling启动ADC并开始转换HAL_ADC_Start()等待转换完成HAL_ADC_PollForConversion()读取转换结果HAL_ADC_GetValue()停止转换关闭ADCHAL_ADC_Stop()中断模式IT启动ADC并开始转换HAL_ADC_Start_IT()转换完成触发回调HAL_ADC_ConvCpltCallback()该函数需要用户自行重写读取转换结果HAL_ADC_GetValue()停止ADCHAL_ADC_Stop_IT()DMA模式启动ADCDMAHAL_ADC_Start_DMA()转换完成回调HAL_ADC_ConvCpltCallback()或DMA半传输回调HAL_ADC_ConvHalfBlockCpltCallback()回调由用户实现DMA自动把采样结果搬运到目标内存CPU无需手动读取DR寄存器停止ADCDMAHAL_ADC_Stop_DMA()四、回调函数如果启用中断用户必须重写的回调函数HAL_ADC_ErrorCallback()ADC错误回调HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback()模拟看门狗超限回调HAL_ADC_ConvCpltCallback()转换完成回调HAL_ADC_ConvHalfBlockCpltCallbackDMA半满回调五、编写应用代码5.1 应用代码在PY32Studio生成的代码的基础上添加以下代码首先定义几个全局变量要把变量放在Private Variables下面的USER CODE段内;在uart.c文件中加入以下代码包括“stdio.h”文件/* USER CODE BEGIN Includes */ #include stdio.h /* USER CODE END Includes */重写fputc函数/* USER CODE BEGIN ExternalFunctions */ int fputc(int ch, FILE *f) { HAL_UART_Transmit(huart1, (uint8_t *)ch, 1, 1000); //阻塞式发送超时时间设为10001s return ch; } /* USER CODE END ExternalFunctions */在main()函数中在USER CODE BEGIN 1中加入ADC通道配置的结构体变量。在while1循环中加入以下代码配置ADC转换通道配置ADC转换通道的转换序号配置ADC转换时间ADC启动ADC转换等待ADC转换完成读取ADC转换结果停止ADC转换将转换的结果转化为温度值VrefintVCCA/3打印转换结果。int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ ADC_ChannelConfTypeDef sConfig {0}; //定义ADC通道配置的结构体 /* 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 */ Studio_RCC_Init(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ Studio_GPIO_Init(); Studio_UART1_Init(); Studio_ADC1_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while(1) { sConfig.Channel ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR; //配置ADC转换的通道 sConfig.Rank ADC_REGULAR_RANK_1; //配置ADC转换的序号 sConfig.SamplingTime ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5; //配置ADC转换的时间 if (HAL_ADC_ConfigChannel(hadc1, sConfig) ! HAL_OK) //配置ADC的通道参数 { Error_Handler(); } HAL_ADC_Start(hadc1); //启动ADC转换 HAL_ADC_PollForConversion(hadc1,10); //等待转换完成 adcValue HAL_ADC_GetValue(hadc1); //读取转换结果 HAL_ADC_Stop(hadc1); //停止转换 dTemperature __HAL_ADC_CALC_TEMPERATURE(TEMPSENSOR_CAL_VREFANALOG, adcValue, ADC_RESOLUTION_12B); //通过测量的电压计算温度 printf(Temperature is %d C.\r\n,(int)dTemperature); HAL_Delay(2000); sConfig.Channel ADC_CHANNEL_VREFINT; //配置ADC转换的通道 sConfig.Rank ADC_REGULAR_RANK_1; //配置ADC转换的序号 sConfig.SamplingTime ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5; //配置ADC转换的时间 if (HAL_ADC_ConfigChannel(hadc1, sConfig) ! HAL_OK) //配置ADC的通道参数 { Error_Handler(); } HAL_ADC_Start(hadc1); //启动ADC转换 HAL_ADC_PollForConversion(hadc1,10); //等待转换完成 adcValue HAL_ADC_GetValue(hadc1); //读取转换结果 HAL_ADC_Stop(hadc1); //停止转换 Vrefint adcValue * 0.0008; //计算Vrefint的电压值 adcValue * VCCA/4096 printf(Vrefint is %.3f V \r\n,Vrefint); HAL_Delay(2000); sConfig.Channel ADC_CHANNEL_1_3VCCA; //配置ADC转换的通道 sConfig.Rank ADC_REGULAR_RANK_1; //配置ADC转换的序号 sConfig.SamplingTime ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5; //配置ADC转换的时间 if (HAL_ADC_ConfigChannel(hadc1, sConfig) ! HAL_OK) //配置ADC的通道参数 { Error_Handler(); } HAL_ADC_Start(hadc1); //启动ADC转换 HAL_ADC_PollForConversion(hadc1,10); //等待转换完成 adcValue HAL_ADC_GetValue(hadc1); //读取转换结果 HAL_ADC_Stop(hadc1); //停止转换 VCCA3 adcValue*0.0008; //计算VVCA/3的电压值 adcValue * VCCA/4096 printf(VCCA/3 is %.3f V. \r\n,VCCA3); HAL_Delay(2000); /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */ }5.2 设置在选项卡中选择安装的编译器版本和Debug类型。5.3 编译下载点击编译图标开始编译程序编译成功后开始下载程序下载成功后开始调试程序5.4调试点击调试图标进入调试界面运行程序把adcValue、VCCA3、Vrefint、dTemperature四个变量加到Watch1窗口中。在View菜单中选择Periodic Window Update命令全速运行代码观察这几个变量的值。打开串口助手选择正确的端口名波特率数据位校验位和停止位打开串口开始接收数据。右面的窗口可以显示出从MCU发送过来的数据。Vrefint和VCCA的值都是基于VCCA3.3V计算得出的。实际测量VCCA的电压为3.36V。六、总结本章内容我们采用单次采样的查询方式对ADC1内部的3个通道进行轮流采样计算相应的电压值或温度值并轮流打印计算结果。整个过程主要步骤如下通过PY32Studio配置时钟UART1, ADC1模块在uart.c文件中包括stdio.h头文件重写fputc函数在main.c文件中定义全局变量并且初始化: adcValue、VCCA3、Vrefint、dTemperature在while(1)循环中调用以下几个函数HAL_ADC_ConfigChannel(hadc1, sConfig)//配置ADC转换参数HAL_ADC_Start(hadc1);//启动ADC转换HAL_ADC_PollForConversion(hadc1,10);//等待转换完成adcValue HAL_ADC_GetValue(hadc1);//读取转换结果HAL_ADC_Stop(hadc1);计算温度值或电压值打印温度值或者电压值printf(VCCA/3 is %.3f V. \r\n,VCCA3)调试代码在串口助手中观察打印出的变量的值。