本帖最后由 itelectron 于 2010-8-5 22:57 编辑
STM32学习笔记(14)-用ADC和片内温度传感器测温使用内置温度传感器测量温度
学习使用ADC多通道转换方式,验证温度测量的准确性,为以后的工程实践打好基础。
(1) ADC的单次与连续转换
ADC转换可以在一次转换后停止,然后再次触发后进行下一次转换;也可以是持续不断地转换下去。这个是通过设定ADC_CR2的CONT位来确定。
而在ST提供的库里面,是这样来设定的:
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
(2) ADC的扫描模式
ADC的扫描模式是用来扫描一组选定的通道的,它们将会被依次转换。这个在上一份笔记中已说明过。
那么连续转换和扫描转换之间又是什么关系呢?字面上理解,似乎它们都是持续不断地转换啊。
答案是:连续转换的层次比扫描更高,它管着扫描呢。也就是说,对连续转换来说,它所谓的“一次转换”可并不是指的一个通道的转换结束,而是指的“一组”转换结束,当然,这个“一组”有可能只有一个通道而已。再说得明确一些:当ADC扫描一次结束以后,如果CONT位是“1”(设定为连续转换方式),那么将继续下一轮的转换。
(3) EOC什么时候产生?
我的理解应该是每个通道(Channel)转换结束时都会发生。但这里有些问题(见下图):
上面的说明中:该位由硬件在(规则或注入)通道组换结束时设置…其中有个“组”字,字面的理解似乎应该是指一次转换组的所有通道都结束后才置1?但如果是这样,那么又如何进行数据的传递呢?要知道,对于ADC1来说,它的多个通道只有一个用于数据何存的寄存器:ADC1->DR啊。
而这个问题在其他两个地方也没有说得清楚(见下图):
我们前面讨论了说连续转换是针对一组转换而言的,所以这里所谓的:每个转换后EOC标志被设置,究竟是一组转换结束后呢还是一个通道结束后呢?不明确。
而在扫描模式是这么说的(见下图):
这里仅说到:如果设置了DMA位,在每次EOC后…,而并没有说到什么时候会有EOC产生?是所有扫描结束还是每个通道转换结束?
而关于SCAN位又有这样的说明(见下图):
注意最后的注:如果分别设置了EOCIE或JEOCIE位,只在最后一个通道转换完毕才会产生EOC或者JEOC中断。
对这一行话的理解同样会有歧义:究竟是只在最后一个通道转换完毕才产生EOC或者JEOC呢,还是每个通道转换时都产生EOC或者JEOC,但是仅在最后一个通道转换完毕时的EOC/JEOC才会引发中断?
手册上说得清楚,手册不保证正确,有问题可以找英文原版……可怜我,如果汉语语法也搞不清楚,那么英语语法岂非更头大?看来非得进修个英文六级再来学啦。
还好,我们还能做实验验证。经验证,我认为应该是每次通道转换时都有EOC产生,并且这个EOC可以触发DMA事件。但是毕意自己验证的不能保证一定理解正确,所以啰啰喽喽写了这么多。
(4)为了要使用内置的温度传感器,得要先打开温度传感器(同时也打开了内部REF测量通道),数据手册上说是设置ADC->CR2中的TSRVEFF位。这个位当然可以写个代码自行设置,不过我们现在是用库编程,那就遵守纪律,找到相应的库函数吧。
打开stm32f10x_adc.c,用尽一切手段找,在这里(见下图):
根据上次的解读,我们已知FunctionalState相当于是一个“位”变量,它只能取Enable和Disable两个值之一。 所以,main.c中加入这样一行:
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); //开启温度传感器及Vref通道
(5)选定待转换组中的通道,并设定转换顺序,转换时间
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);
/* 设置ADC1的Channel15通道在转换序列中第 2 个进行转换,转换时间设定为239.5个周期
*/
这一段中的第一个参数是指定由ADC1转换器转换,因为温度传感器接在这个转换器的第16通道上,第二个参数显然就是选定第16通道了,而第三个参数2是说这个通道第二个转换;第四个参数是设定采样时间。
说到采样时间,又要多说几句了。
ADC1转换器的时钟是ADCCLK,这个时钟是由APB2时钟经过分频器而得到的,由于代码中没有对预分频器进行设置,所以用默认值2分频,所以ADCCLK的时钟是36M。
对于温度传感器的使用,数据手册中这么样写(见下图):
看第2条,即要求采样时间大于2.2us,那么我们只能取最大的采样周期239.5了。因为再低一档的就是71.5个周期,这是无法满足要求的。
但是说到这里,又出来问题了,就在紧挨着这段话的上面有这么一段(见下图):
也就是它要求采样时间是17.1us,这这岂不是明显不相符?
先标志于此,稍后查资料或做实验来验证。
(6)设置DMA通道,将转换得到的数据保存到SRAM中去。
vu16 ADCConvertedValue[2]; //定义一个2个字的数组,用来保存数据
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADCConvertedValue[0];
//设定SRAM中的起始地址
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2; //2个字节
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
//使用内存地址自增模式
……
其他的不多写了。这样,2个通道的测试数据分别被保存到ADCConvertedValue[0]和ADCConvertedValue[1]中去了,只要读出这两个单元中的值,就可以分别得到PC5(ADC_Channel15)上外接电位器的分压值和内部温度传感器的值了。
(7)第17通道Refint
在片内有一个片内基准,连接到ADC1的Channel17上,开始我以为,可以利用这个通道来做校准工作,但是看一看数据手册,我知道没戏了(见下图)。
居然从1.16变到了1.24V。
而我实测的结果更令我叹息,开空调吹一下板子,报告该通道实测的数值是1470,其时温度大概是在25度左右,空调一停,几度的变化,结果变成了1475,再试,我拿着板子对着空调出风口一阵吹,数值变到了1465.(其时温度通道的数值为从1700变到1753)虽然基准电压值的变化远没有温度值变化大,可….一个是基准,一个是传感器啊。看来,非得用外部基准不可了。我的板子上VREF并没有用基准源,是通过一个简单的滤波电路接到VCC上的,这个基本上还算稳定,说明那个低压差稳压集成电路AMS1117的温度特性还是不错的。
最后,报告一下测试结果
(1) 室温下读到的温度传感器的输出为1700。
要将其转换成温度,还要找张表:(见下图)
由于该表都是用电压来表示的,所以要将1700转换成电压值。
(1700/4096)*3.3=1.3696
那么温度就是:
T=(1.43-1.3696)/4.3*1000)+25
=14.03+25
=39度
(2)拿电吹风来,一阵吹,读数变为1550
电压值:(1550/4096)*3.3=1.2488V
再次计算:
T=(1.42-1.2488)/4.3*1000+25
=42.1+25
=67.1度
(3)开空调吹,读数变为1730,这个就不计算了,但是可以肯定数值变化趋势是对的了。
从第一个39这个值来看,测温的大体范围是对的,因为我在室内,估计当时的温度可能会有33~34度左右,这个39差了很多,原因:(1)V25和Avg_Slope都是取的中间值,这个未必对;(2)测量值和电压没有精确对照测量,估计误差也比较大。(3)是否与采样时间有关系?这个还要验证。
因此,如果某个应用中只是单独测温的话,这两点都要注意,要在生产后有个修正的表格,否则误差会比较大。
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