【ST NUCLEO-U5A5ZJ-Q开发板测评】ADC体验之一

lugl4313820 发表于 2024-2-17 12:37

<div class='showpostmsg'>【前言】

stm32U5系列有比较优秀的ADC外设，U5A5有ADC12与ADC4。

在用户手册《RM0456》中有描述：

  STM32U5A5除了有14位的ADC12外还有12位的ADC4，总共可以支持45个通道输入。

  

本次体验只是初步体验：

【软件环境】STM32CubeIDE1.14.0

【实现步骤】

1、新建基于NOCLE-U5A5ZJ-Q的开发板工程。

2、使用默认的生成环境，环境中初始化了开发板的基础运行环境，如串口等。

3、开发板工程已经初始好了ADC1的AN3通道（PC2）。其基础配置参数如下：

  转换为单次转换，转换时间为5个时钟，14位转换。

生成代码后可以看到配置的代码如下：

<pre>
<code>/* ADC1 init function */
void MX_ADC1_Init(void)
{

/* USER CODE BEGIN ADC1_Init 0 */

/* USER CODE END ADC1_Init 0 */

ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

/* USER CODE BEGIN ADC1_Init 1 */

/* USER CODE END ADC1_Init 1 */

/** Common config
*/
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1;
hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_14B;
hadc1.Init.GainCompensation = 0;
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
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.TriggerFrequencyMode = ADC_TRIGGER_FREQ_HIGH;
hadc1.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
hadc1.Init.LeftBitShift = ADC_LEFTBITSHIFT_NONE;
hadc1.Init.ConversionDataManagement = ADC_CONVERSIONDATA_DR;
hadc1.Init.OversamplingMode = DISABLE;
if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}

/** Configure Regular Channel
*/
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_3;
sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_5CYCLE;
sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
sConfig.Offset = 0;
if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 */

/* USER CODE END ADC1_Init 2 */

}</code></pre>

在主程序中添加测试代码如下：

<pre>
<code>int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint16_t adc_val;
/* 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 */
SystemClock_Config();

/* Configure the System Power */
SystemPower_Config();

/* USER CODE BEGIN SysInit */

/* USER CODE END SysInit */

/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_ADC1_Init();
MX_ICACHE_Init();
MX_UCPD1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_USB_OTG_HS_HCD_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
printf("start\r\n");
/* USER CODE END 2 */

/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
 HAL_ADC_Start(&hadc1);
 adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
 printf("ADC VaL:%d voltage:%.3f \r\n ", adc_val, (float)adc_val*3.3/16384);
 HAL_Delay(500);
/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}</code></pre>

其代码为添加一个变量adc_val用来存放ADC的转换值，使用HAL_ADC_Start(&hadc1);开始ADC的转换，使用  adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);来读取转换结果

使用printf把打印结果输出到串口。

【实验效果】

1、接入一个可调电位器到开发板上，调节电器位可以看到实实时的转换结果。

2、同时将万用表也接到电位器的输出端口进行对比测试。

我们通过看到万用表与串口输出值的对比，相差为mV级别。

25b705f29aeb3a25c2d4553e1b3ce59e 
 

 
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lugl4313820 发表于 2024-2-17 12:44

将转换时间延长到814个周期，可以看到转换的稳定性相比5个周期要好很多：

lugl4313820 发表于 2024-2-17 13:09

【体验过采样】

stm32U5可以使用ADC的过采样功能实现更高的采集精度。

1、设置ADC的过采样以及位移：

  我这里设置了左移6位，来实现20位的采集，同时采样数据也设置为左移6位的编移，生成代码后，将打印函数修正为：

printf("ADC VaL:%d voltage:%.4f \r\n ", adc_val, (float)adc_val*3.3/1048576);

【实验效果】

  感觉效果也不是太明显。

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