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[单片机芯片] [单片机芯片] [沁恒CH32V17测评]ADC+DMA采集NTC热敏电阻

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abner_ma 发表于 2025-8-31 15:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
ADC, DMA, NTC, 单片机, 热敏电阻, 芯片
    CH32V307 /317系列 MCU 支持多路 UART（至少包含 UART1、UART2、UART3），外设接口设计与 STM32F1高度兼容，SDK 代码中使用的寄存器操作逻辑（如11USART_InitTypeDef、GPIO_InitTypeDef结构体）和函数命名（如USART_Init、RCC_APB2PeriphClockCmd）可直接适配 CH32V307 的标准库。
   CH32V307 的 APB1 总线最高频率为 144MHz，APB2 为 144MHz（STM32F1/4型号 APB1 最高 36~54MHz），SDK代码中时钟使能逻辑（RCC_APBxPeriphClockCmd）的调用方式一致；UART 外设的时钟源可来自 APB1 或 APB2，代码中按 UART1（APB2）、UART2/3（APB1）的划分与 CH32V307 的硬件设计完全匹配。
   Printf打印函数配置：
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  1. 

  2. #include "debug.h"
    


  3. 

  4. static uint8_t  p_us = 0;
    

  5. static uint16_t p_ms = 0;
    


  6. 

  7. void Delay_Init(void)
    

  8. {
    

  9.     p_us = SystemCoreClock / 8000000;
    

  10.     p_ms = (uint16_t)p_us * 1000;
    

  11. }
    


  12. 


  13. 

  14. void Delay_Us(uint32_t n)
    

  15. {
    

  16.     uint32_t i;
    


  17. 

  18.     SysTick->SR &= ~(1 << 0);
    

  19.     i = (uint32_t)n * p_us;
    


  20. 

  21.     SysTick->CMP = i;
    

  22.     SysTick->CTLR |= (1 << 4) | (1 << 5) | (1 << 0);
    


  23. 

  24.     while((SysTick->SR & (1 << 0)) != (1 << 0))
    

  25.         ;
    

  26.     SysTick->CTLR &= ~(1 << 0);
    

  27. }
    


  28. 

  29. /*********************************************************************
    

  30.  * @fn      Delay_Ms
    

  31.  *
    

  32.  * [url=/u/brief]@brief[/url]   Millisecond Delay Time.
    

  33.  *
    

  34.  * @param   n - Millisecond number.
    

  35.  *
    

  36.  * [url=/u/return]@return[/url]  None
    

  37.  */
    

  38. void Delay_Ms(uint32_t n)
    

  39. {
    

  40.     uint32_t i;
    


  41. 

  42.     SysTick->SR &= ~(1 << 0);
    

  43.     i = (uint32_t)n * p_ms;
    


  44. 

  45.     SysTick->CMP = i;
    

  46.     SysTick->CTLR |= (1 << 4) | (1 << 5) | (1 << 0);
    


  47. 

  48.     while((SysTick->SR & (1 << 0)) != (1 << 0))
    

  49.         ;
    

  50.     SysTick->CTLR &= ~(1 << 0);
    

  51. }
    


  52. 

  53. /*********************************************************************
    

  54.  * @fn      USART_Printf_Init
    

  55.  *
    

  56.  * @brief   Initializes the USARTx peripheral.
    

  57.  *
    

  58.  * @param   baudrate - USART communication baud rate.
    

  59.  *
    

  60.  * @return  None
    

  61.  */
    

  62. void USART_Printf_Init(uint32_t baudrate)
    

  63. {
    

  64.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    

  65.     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    


  66. 

  67. #if(DEBUG == DEBUG_UART1)
    

  68.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    


  69. 

  70.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    

  71.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  72.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  73.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  74. 

  75. #elif(DEBUG == DEBUG_UART2)
    

  76.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
    

  77.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    


  78. 

  79.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    

  80.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  81.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  82.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  83. 

  84. #elif(DEBUG == DEBUG_UART3)
    

  85.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
    

  86.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    


  87. 

  88.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    

  89.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  90.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  91.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    


  92. 

  93. #endif
    


  94. 

  95.     USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;
    

  96.     USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    

  97.     USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    

  98.     USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    

  99.     USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    

  100.     USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
    


  101. 

  102. #if(DEBUG == DEBUG_UART1)
    

  103.     USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    

  104.     USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    


  105. 

  106. #elif(DEBUG == DEBUG_UART2)
    

  107.     USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
    

  108.     USART_Cmd(USART2, ENABLE);
    


  109. 

  110. #elif(DEBUG == DEBUG_UART3)
    

  111.     USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
    

  112.     USART_Cmd(USART3, ENABLE);
    


  113. 

  114. #endif
    

  115. }
    


  116. 

  117. /*********************************************************************
    

  118.  * @fn      _write
    

  119.  *
    

  120.  * @brief   Support Printf Function
    

  121.  *
    

  122.  * @param   *buf - UART send Data.
    

  123.  *          size - Data length
    

  124.  *
    

  125.  * @return  size: Data length
    

  126.  */
    

  127. __attribute__((used)) int _write(int fd, char *buf, int size)
    

  128. {
    

  129.     int i;
    


  130. 

  131.     for(i = 0; i < size; i++)
    

  132.     {
    

  133. #if(DEBUG == DEBUG_UART1)
    

  134.         while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
    

  135.         USART_SendData(USART1, *buf++);
    

  136. #elif(DEBUG == DEBUG_UART2)
    

  137.         while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET);
    

  138.         USART_SendData(USART2, *buf++);
    

  139. #elif(DEBUG == DEBUG_UART3)
    

  140.         while(USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC) == RESET);
    

  141.         USART_SendData(USART3, *buf++);
    

  142. #endif
    

  143.     }
    


  144. 

  145.     return size;
    

  146. }
    


  147. 

  148. /*********************************************************************
    

  149.  * @fn      _sbrk
    

  150.  *
    

  151.  * @brief   Change the spatial position of data segment.
    

  152.  *
    

  153.  * @return  size: Data length
    

  154.  */
    

  155. void *_sbrk(ptrdiff_t incr)
    

  156. {
    

  157.     extern char _end[];
    

  158.     extern char _heap_end[];
    

  159.     static char *curbrk = _end;
    


  160. 

  161.     if ((curbrk + incr < _end) || (curbrk + incr > _heap_end))
    

  162.     return NULL - 1;
    


  163. 

  164.     curbrk += incr;
    

  165.     return curbrk - incr;
    

  166. }
    


  167. 


  168. 


  169.


   ADC_Function_Init(void)的核心作用是：初始化 CH32V307 的 ADC1 外设，配置其工作模式、采样通道（GPIOA_Pin2）、转换方式等参数，并完成 ADC 校准，最终使能 ADC 以持续采集模拟信号。
   CH32V307 时钟特性：ADC1 挂载在 APB2 总线上，需通过RCC_APB2PeriphClockCmd开启时钟；ADC 时钟（ADCCLK）由 APB2 时钟（PCLK2）分频得到，此处配置为PCLK2/8。若系统时钟为 144MHz，APB2 时钟为 144MHz，则 ADCCLK = 144/8 = 18MHz（CH32V307 的 ADC 最高支持 36MHz 时钟）。
   连续转换模式：ENABLE表示 ADC 在一次转换完成后会自动开始下一次转换，适合需要持续采集信号的场景（如传感器实时监测）；数据对齐：CH32V307 的 ADC 为 12 位精度（取值范围 0~4095），右对齐时结果直接存储在ADC_DR寄存器的低 12 位，便于读取；无外部触发：由软件触发开始第一次转换（后续因连续模式自动触发）。

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  1. /*
    

  2.  *[url=/u/NOTE]@NOTE[/url] 
    

  3.  ADC使用DMA采样例程：
    

  4.  ADC通道2(PA2),规则组通道通过DMA获取 ADC连续1024次转换数据。
    

  5.  
    

  6. */
    


  7. 

  8. #include "debug.h"
    


  9. 

  10. /* Global Variable */
    

  11. u16 TxBuf[1024];
    

  12. s16 Calibrattion_Val = 0;
    


  13. 


  14. 

  15. /*********************************************************************
    

  16.  * @fn      ADC_Function_Init
    

  17.  *
    

  18.  * @brief   Initializes ADC collection.
    

  19.  *
    

  20.  * @return  none
    

  21.  */
    

  22. void ADC_Function_Init(void)
    

  23. {
    

  24.         ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure={0};
    

  25.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};
    


  26. 

  27.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
    

  28.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
    

  29.         RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
    


  30. 

  31.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    

  32.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    

  33.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  34. 

  35.         ADC_DeInit(ADC1);
    

  36.         ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    

  37.         ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    

  38.         ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
    

  39.         ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    

  40.         ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    

  41.         ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
    

  42.         ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    


  43. 

  44.         ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
    

  45.         ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    


  46. 

  47.         ADC_BufferCmd(ADC1, DISABLE);   //disable buffer
    

  48.         ADC_ResetCalibration(ADC1);
    

  49.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    

  50.         ADC_StartCalibration(ADC1);
    

  51.         while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    

  52.         Calibrattion_Val = Get_CalibrationValue(ADC1);        
    

  53.         
    

  54.         ADC_BufferCmd(ADC1, ENABLE);   //enable buffer
    

  55. }
    


  56. 

  57. /*********************************************************************
    

  58.  * @fn      Get_ADC_Val
    

  59.  *
    

  60.  * @brief   Returns ADCx conversion result data.
    

  61.  *
    

  62.  * @param   ch - ADC channel.
    

  63.  *            ADC_Channel_0 - ADC Channel0 selected.
    

  64.  *            ADC_Channel_1 - ADC Channel1 selected.
    

  65.  *            ADC_Channel_2 - ADC Channel2 selected.
    

  66.  *            ADC_Channel_3 - ADC Channel3 selected.
    

  67.  *            ADC_Channel_4 - ADC Channel4 selected.
    

  68.  *            ADC_Channel_5 - ADC Channel5 selected.
    

  69.  *            ADC_Channel_6 - ADC Channel6 selected.
    

  70.  *            ADC_Channel_7 - ADC Channel7 selected.
    

  71.  *            ADC_Channel_8 - ADC Channel8 selected.
    

  72.  *            ADC_Channel_9 - ADC Channel9 selected.
    

  73.  *            ADC_Channel_10 - ADC Channel10 selected.
    

  74.  *            ADC_Channel_11 - ADC Channel11 selected.
    

  75.  *            ADC_Channel_12 - ADC Channel12 selected.
    

  76.  *            ADC_Channel_13 - ADC Channel13 selected.
    

  77.  *            ADC_Channel_14 - ADC Channel14 selected.
    

  78.  *            ADC_Channel_15 - ADC Channel15 selected.
    

  79.  *            ADC_Channel_16 - ADC Channel16 selected.
    

  80.  *            ADC_Channel_17 - ADC Channel17 selected.
    

  81.  *
    

  82.  * @return  none
    

  83.  */
    

  84. u16 Get_ADC_Val(u8 ch)
    

  85. {
    

  86.         u16 val;
    


  87. 

  88.         ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    

  89.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
    


  90. 

  91.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));
    

  92.         val = ADC_GetConversionValue(ADC1);
    


  93. 

  94.         return val;
    

  95. }
    


  96. 

  97. /*********************************************************************
    

  98.  * @fn      DMA_Tx_Init
    

  99.  *
    

  100.  * @brief   Initializes the DMAy Channelx configuration.
    

  101.  *
    

  102.  * @param   DMA_CHx - x can be 1 to 7.
    

  103.  *          ppadr - Peripheral base address.
    

  104.  *          memadr - Memory base address.
    

  105.  *          bufsize - DMA channel buffer size.
    

  106.  *
    

  107.  * @return  none
    

  108.  */
    

  109. void DMA_Tx_Init( DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx, u32 ppadr, u32 memadr, u16 bufsize)
    

  110. {
    

  111.         DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure={0};
    


  112. 

  113.         RCC_AHBPeriphClockCmd( RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE );
    


  114. 

  115.         DMA_DeInit(DMA_CHx);
    

  116.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ppadr;
    

  117.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = memadr;
    

  118.         DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
    

  119.         DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = bufsize;
    

  120.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    

  121.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
    

  122.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
    

  123.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
    

  124.         DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
    

  125.         DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;
    

  126.         DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
    

  127.         DMA_Init( DMA_CHx, &DMA_InitStructure );
    

  128. }
    


  129. 

  130. /*********************************************************************
    

  131.  * @fn      Get_ConversionVal
    

  132.  *
    

  133.  * @brief   Get Conversion Value.
    

  134.  *
    

  135.  * @param   val - Sampling value
    

  136.  *
    

  137.  * @return  val+Calibrattion_Val - Conversion Value.
    

  138.  */
    

  139. u16 Get_ConversionVal(s16 val)
    

  140. {
    

  141.         if((val+Calibrattion_Val)<0) return 0;
    

  142.         if((Calibrattion_Val+val)>4095) return 4095;
    

  143.         return (val+Calibrattion_Val);
    

  144. }
   CH32V307 ADC MDA的使用场景：该配置适用于单通道连续采集模拟信号（如电压、温度、光照等传感器），通过 DMA 传输结果可减少 CPU 干预；
若需多通道采集，需修改ADC_ScanConvMode = ENABLE并增加ADC_NbrOfChannel数量，同时配置通道转换顺序。

  采集NTC10K
复制
  1. float Calculate_Temperature(uint16_t adc_value)
    

  2. {
    

  3.     float voltage, resistance, temperature;
    

  4.     
    

  5.     // 将ADC值转换为电压 (假设Vref=3.3V)
    

  6.     voltage = (adc_value * 3.3f) / 4095.0f;
    

  7.     
    

  8.     // 计算NTC电阻值
    

  9.     resistance = (voltage * REFERENCE_RESISTANCE) / (3.3f - voltage);
    

  10.     
    

  11.     // 使用B参数方程计算温度
    

  12.     temperature = resistance / RESISTANCE_NOMINAL;
    

  13.     temperature = log(temperature);
    

  14.     temperature /= B_VALUE;
    

  15.     temperature += 1.0f / (TEMPERATURE_NOMINAL + 273.15f);
    

  16.     temperature = 1.0f / temperature;
    

  17.     temperature -= 273.15f;  // 转换为摄氏度
    

  18.     
    

  19.     return temperature;
    

  20. }

main
复制
  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    

  4.     USART_Printf_Init(115200);
    

  5.     printf("CH32V307 NTC Temperature Sensor Demo\r\n");
    

  6.     
    

  7.     ADC_Function_Init();
    

  8.     printf("ADC Initialized, reading NTC on PA2 (ADC1_IN2)\r\n");
    

  9.     
    

  10.     while(1)
    

  11.     {
    

  12.         // 多次采样取平均值，减少噪声
    

  13.         uint32_t sum = 0;
    

  14.         for(int i = 0; i < 10; i++)
    

  15.         {
    

  16.             sum += Get_ADC_Value();
    

  17.             Delay_Ms(10);
    

  18.         }
    

  19.         ADC_Value = sum / 10;
    

  20.         
    

  21.         // 计算温度
    

  22.         temperature = Calculate_Temperature(ADC_Value);
    

  23.         
    

  24.         // 打印结果
    

  25.         printf("ADC Value: %d, Voltage: %.2fV, Temperature: %.2f°C\r\n",
    

  26.                ADC_Value,
    

  27.                (ADC_Value * 3.3f) / 4095.0f,
    

  28.                temperature);
    

  29.         
    

  30.         Delay_Ms(1000);  // 每秒更新一次
    

  31.     }
    

  32. }
运行结果
D1.png
复制
  1. CH32V307 NTC Temperature Sensor Demo
    

  2. ADC Initialized, reading NTC on PA2 (ADC1_IN2)
    

  3. ADC Value: 2048, Voltage: 1.65V, Temperature: 25.01°C
    

  4. ADC Value: 2045, Voltage: 1.65V, Temperature: 25.12°C
    

  5. ADC Value: 2050, Voltage: 1.65V, Temperature: 24.98°C
    

  6. ADC Value: 2047, Voltage: 1.65V, Temperature: 25.05°C
    

  7. ADC Value: 2043, Voltage: 1.64V, Temperature: 25.23°C
    

  8. ADC Value: 2052, Voltage: 1.66V, Temperature: 24.87°C
    

  9. ADC Value: 2049, Voltage: 1.65V, Temperature: 24.99°C
    

  10. ADC Value: 2046, Voltage: 1.65V, Temperature: 25.09°C
    

  11. ...


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不想起床喵星人 发表于 2025-9-1 21:57 | 显示全部楼层
数据处理与温度换算需同步进行
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蚊子的噩梦 发表于 2025-9-2 20:52 | 显示全部楼层
通过 CH32V17 的标准库函数可快速配置 ADC 为连续转换模式
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