【STM32 H533RE】测评四_ADC和常见模拟输出模块的测试

Zhao_kar

【STM32 H533RE】测评四_ADC和常见模拟输出模块的测试 [复制链接]

本帖最后由 Zhao_kar 于 2025-3-18 21:34 编辑

【STM32 H533RE】测评四_ADC和常见模拟输出模块的测试

备注：本节讲一下ADC的基本原理，以及cubemx部分如何进行单片机自带adc的基本配置，然后会用一个光照度计的模块，这个模块可以做模拟输出也可以做数字输出，这边会用模拟输出，然后adc采集信号，最后读出照度值。然后基于此可以进阶，比如开dma，然后采集波形，打印串口去显示也是可以的。

一、ADC的基本原理

1、本文以单片机自带的12位3.3v的adc为例子进行说明

首先是精度的概念，12位adc，也就是2的12次方，所以是4096，然后我们单片机的电压采集范围是0-3.3v，所以把这个分成4096层，算出来结果就是0.0008v一档，这个就是分辨率的概念，也就是说这个adc只能区分这个范围内的参数，比如0v的时候adc返回0，那么0.0008返回就是1，但是你要想区分0.004那就行不通了。了解了基础概念之后，直接给出一个公式

$ADC= \frac{Voltage}{3.3v}\times 4096$

这边举个例子比较通俗易懂，比如adc测一个1.65v的电压，那么adc会返回一个数字信号给mcu，也就是4096乘0.5等于2048，那么单片机会接受到这个数字，然后再通过单片机编程就可以得到电压值。

然后采样率的概念也比较简单，比如一个1s的sin波，对他进行采样的话，我们是按照点来采集的，比如你用0,1s的采样率，那么1s的sin波你就可以采集到十个点，以此类推，为了得到更多的点，比如1s波形，1hz，你想采集100个点，尽可能复现波形，那么就用100hz的adc采样率来进行采集就可以了。然后这里会涉及一个特殊情况，当你的单片机频率不足以采集到高频的信号的时候，比如你的单片机最快也就2Mhz的采样，一个50mhz的波形压根不能采集，这个时候就有其他方法了，比如使用专门的adc模块，然后用iic或者spi通信与单片机通信；也可以用特俗采样方法来进行采集，也可以换性能更好的单片机（比较少用），一般都是有专门的adc来干这个事情的

二、cubemx部分配置

基础配置和串口部分就不细说了，之前有讲过，配置完之后直接来adc部分

这里可以使用定时器来触发，不过我这边只是做个小测试，就拿默认软件触发，然后选择之后可以看到右边的pa0打开

然后是时钟部分的设置，h5的时钟树和f4和f1有点不太一样，不过无所谓，时钟配置根据需求来就行，我这边就随便设个50，都行。

然后勾选配置，generate

生成之后就可以写代码了，接下来到第三部分

三、代码编写和函数使用

在编写代码之前，我们需要了解一个大致流程，我们要做的操作首先是设置一个函数变量，用来存adc采集到的电压值，然后我们要做adc的初始化，这一部分hal会自带，然后我们要做adc的校准，校准之后流程基本不变，如启动adc转换，然后等待转换，之后我们再把转换后的函数赋值给变量，最后把变量的参数打印出来看。

然后这部分不是死的，比如用dma的时候，那么就是HAL_ADC_Start_DMA这个函数，我们这边不需要，直接HAL_ADC_Start(&hadc1);这个函数就可以，代码如下

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/* USER CODE BEGIN 0 */
	uint16_t ADC_Value;
/* USER CODE END 0 */

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  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED);//AD校准，单端输入
  /* USER CODE END 2 */

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    /* USER CODE BEGIN 3 */
		
		HAL_ADC_Start(&hadc1);     //启动ADC转换
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);   //等待转换完成，50为最大等待时间，单位为ms
 
 
 if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
 {
  ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);   //获取AD值
  printf("ADC1: %d \r\n",ADC_Value);
  printf("V: %.4f \r\n",ADC_Value*3.3f/4096);
}
HAL_Delay(2000);

  }

然后这里有一个地方要补充，关于下面这个校准函数，请自己去查看定义，每一代32芯片的库不是一样的

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	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED);//AD校准，单端输入

比如你在f1里面，压根就不需要这么复杂，他只需要这样

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	HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);//AD校准，单端输入

这边主要是adc配置部分，你想有一个单端输入 还是 差分输入，而h5会支持查分，所以这一部分需要说明，具体看下面

这边我只放一部分，stm32h5xx_hal_adc_ex.c你在这个文件即可找到，然后看一下函数就知道怎么用了

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/**
  * @brief   Perform an ADC automatic self-calibration
  *         Calibration prerequisite: ADC must be disabled (execute this
  *         function before HAL_ADC_Start() or after HAL_ADC_Stop() ).
  * @param  hadc       ADC handle
  * @param  SingleDiff Selection of single-ended or differential input
  *         This parameter can be one of the following values:
  *           @arg  @ref  ADC_SINGLE_ENDED       Channel in mode input single ended
  *           @arg @ref ADC_DIFFERENTIAL_ENDED Channel in mode input differential ended
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_ADCEx_Calibration_Start(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t SingleDiff)
{
  HAL_StatusTypeDef tmp_hal_status;
  __IO uint32_t wait_loop_index = 0UL;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_ADC_ALL_INSTANCE(hadc->Instance));
  assert_param(IS_ADC_SINGLE_DIFFERENTIAL(SingleDiff));