【国信长天蓝桥杯】① STM32G431 ADC数据采集，ADC使用步骤

摘要

本文章基于国信长天M4开发板，讲述了ADC数据采集的应用，祝各位学生蓝桥杯比赛取得好成绩!

M4开发板 ADC部分原理图

由上图可以看出，开发板上有两个可调电阻R37, R38，分别连接到PB15，和PB12。查阅芯片的数据手册，可知：

PB12  --> ADC1_IN11

PB15  --> ADC2_IN15

ADC 使用步骤

下面将基于硬件原厂提供的显示屏示例代码：HAL_06_LCD 介绍ADC的使用步骤：

① 添加 stm32g4xx_hal_adc.c，stm32g4xx_hal_adc_ex.c

双击Drivers/STM32G4xx_HAL_Driver,打开添加文件对话框，在向上一级 -> Drivers -> STM32G4xx_HAL_Driver -> Src中，找到stm32g4xx_hal_adc.c 和 stm32g4xx_hal_adc_ex.c 并添加。添加后如下图所示：

② 修改 stm32g4xx_hal_conf.h 文件

在如下位置找到该文件，并打开：

取消注释 #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED 这一行，取下注释后如下图所示：

③ main.c 添加#include "stm32g4xx_hal_adc.h"

在 main.c 适当位置添加#include "stm32g4xx_hal_adc.h"，添加后如下图所示：

④ 复制如下 ADC 初始化及获取ADC值的代码

注意：下列代码包含了ADC1_IN11和ADC2_IN15的初始化，同学们按需复制！

ADC_HandleTypeDef hadc1 , hadc2; //声明两个ADC结构体

uint16_t getADC1(void) // 获取PB12引脚的电压(对应R38电阻)
{
     
	uint16_t adc = 0;
	
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
	
	return adc;
}

static void MX_ADC1_Init(void) //ADC1_IN11初始化
{
     
  	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {
     0};
	RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {
     0};
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {
     0};
	
	PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC12;
  	PeriphClkInit.Adc12ClockSelection = RCC_ADC12CLKSOURCE_SYSCLK;
  	HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit); //配置ADC12的时钟
	
	__HAL_RCC_ADC12_CLK_ENABLE(); //使能ADC12的时钟

	hadc1.Instance = ADC1;
	hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1; //分频系数
	hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; //ADC数据位数
	hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; //ADC数据对其
	hadc1.Init.GainCompensation = 0;
	hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
	hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
	hadc1.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
	hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
	hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
	hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
	hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
	hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
	hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
	hadc1.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
	hadc1.Init.OversamplingMode = DISABLE;
	
	HAL_ADC_Init(&hadc1); //初始化ADC1
	
	sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_11; //设置采样通道为 11(PB12引脚)
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_640CYCLES_5;
	sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
	sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
	sConfig.Offset = 0;
	
	HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig); //初始化ADC采样通道
	
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); // 初始化PB12引脚为模拟模式
}


uint16_t getADC2(void) // 获取PB15引脚的电压(对应R37电阻)
{
     
	uint16_t adc = 0;
	
	HAL_ADC_Start(&hadc2);
	adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
	
	return adc;
}

static void MX_ADC2_Init(void)
{
     
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {
     0};
	RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {
     0};
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {
     0};
	
	PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC12;
	PeriphClkInit.Adc12ClockSelection = RCC_ADC12CLKSOURCE_SYSCLK;
	HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit);
	
	__HAL_RCC_ADC12_CLK_ENABLE();
	
	hadc2.Instance = ADC2;
	hadc2.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1;
	hadc2.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
	hadc2.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
	hadc2.Init.GainCompensation = 0;
	hadc2.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
	hadc2.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
	hadc2.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
	hadc2.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
	hadc2.Init.NbrOfConversion = 1;
	hadc2.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
	hadc2.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
	hadc2.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
	hadc2.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
	hadc2.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
	hadc2.Init.OversamplingMode = DISABLE;
	
	HAL_ADC_Init(&hadc2);
	
	sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_15; //设置采样通道为 15(PB15引脚)
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_640CYCLES_5;
	sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
	sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
	sConfig.Offset = 0;
	
	HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig);
	
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); // 初始化PB12引脚为模拟模式
}

⑤ 在main() 中调用 MX_ADC1_Init(); , MX_ADC2_Init();

如下图所示，在main() 函数的适当位置调用 MX_ADC1_Init(); , MX_ADC2_Init();

⑥ 获取电压值

在main() 的while()中插入如下代码：

char buf[64] = {
     0};

sprintf(buf , "ADC1(R38): %.2f V", (3.3 * getADC1())/4096);
LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)buf);

sprintf(buf , "ADC2(R37): %.2f V", (3.3 * getADC2())/4096);
LCD_DisplayStringLine(Line9, (uint8_t *)buf);

⑦ 运行效果图

总结

ADC使用步骤总结如下：

1. 添加stm32g4xx_hal_adc.c，stm32g4xx_hal_adc_ex.c
2. 打开 stm32g4xx_hal_conf.h ，取消注释 HAL_ADC_MODULE_ENABLED
3. 主函数 添加 #include "stm32g4xx_hal_adc.h"
4. 复制(手打)代码 到 main() 上面；
5. 在主函数中调用 MX_ADC1_Init()； , MX_ADC2_Init()；
6. 调用 getADC1(),getADC2() 获取ADC值

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