ADC采集电位器电压，生成PWM--STM32Cube配置RCC

发表于 2023-12-28 14:24

开发板：NUCLEO-G071RB

MCU：STM32G071RBT6，ARMcortex-M0架构，单核32bit，64MHz，SRAM36KB，FLAHS128KB

NUCLEO-G071RB | Mbed

NUCLEO-G071RB - 采用STM32G071RB MCU的STM32 Nucleo-64开发板，支持Arduino和ST morpho连接 - 意法半导体STMicroelectronics

完成一个电位器-ADC-PWM-LED的控制回路，从而通过电位器旋钮改变LED亮度

一.基础配置
1.配置RCC时钟树
使用STM32CubeMX进行时钟源RCC配置的时候，可以选择使用内部时钟或外部时钟。

HSE：高速外部

LSE：低速外部

HSI：高速内部

LSI：低俗内部

当程序对时钟精度要求较高时，通常使用外部时钟。

Disable：禁用外部时钟
BYPASS Clock Resource：外部有源晶振（旁路时钟源）
Crystal/Ceramic Resonator:外部无源晶振（陶瓷晶振）

Crystal/Ceramic Resonator:外部无源晶振（陶瓷晶振）

无源晶振应用场景比较多，无需外部供电。对于Crystal/Ceramic Resonator（晶体/陶瓷晶振），就是外部晶振，一般我们用的都是这个模式。可以看到时钟是“双向”的。

发表于 2023-12-28 14:24

BYPASS Clock Resource：外部有源晶振（旁路时钟源）
BYPASS Clock Source有源晶振（旁路时钟源）顾名思义，需要外部供电，由一个引脚输出固定频率波形。
当修改成旁路时钟源模式时，可以在Clock Configuration中看到这个时钟是由外部输入的。

发表于 2023-12-28 14:24

Disable：禁用外部时钟
除此之外，我们还可以注意到，不论是Disable，BYPASS Clock Source，Crystal/Ceramic Resonator模式，都可以选用HSI/LSI作为时钟源，所以如果需要用到内部振荡器做时钟源可以直接把这里设为Disable。

发表于 2023-12-28 14:25

2.配置工程选项

发表于 2023-12-28 14:25

3.配置通信串口
该开发板默认USB-STLINK为串口2与上位机通信，用于打印采集的ADC值

发表于 2023-12-28 14:25

二.配置ADC与PWM输出，并打印到串口
STM32G071的ADC介绍
ADC英文名analog to digital converter，模数转换器，它可以将模拟信号转换为数字信号。
按照其转换原理主要分为逐次逼近型、双积分型、电压频率转换型三种。

查阅STM32G071的芯片手册可知，该芯片只有1个逐次逼近型ADC，可配置12/10/8/6bit分辨率
19个通道IN0~IN18，IN12为内部温度Vts，IN13为内部参考电压Vrefint，IN14为电源电压监视Vbat
ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。

发表于 2023-12-28 14:25

ADC具有模拟看门狗特性，可以使用程序检测输入电压是否超出用户定义的阀值上限或者下限。

发表于 2023-12-28 14:46

发表于 2023-12-28 14:46

发表于 2023-12-28 14:47

1.单通道轮询
配置ADC1
该开发板只有一个ADC1

在HCLK处输入其时钟最高频率64，按回车，其余时钟会自动配置好，一般情况下无需改动

发表于 2023-12-28 14:47

发表于 2023-12-28 14:47

这里采用ADC1的通道0，若开启连续采样模式，开启ADC采样后会连续采样，此时需要手动关闭
HAL_ADC_Start(&hadc1);                //连续模式，每次开启ADC需要手动关闭
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); //等待转换完成，10为等待时间
HAL_ADC_Stop(&hadc1);
ADC1_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //3.3v  - 1111 1111 1111  - 100% = 1000/1000
ADC1_volt = ADC1_value * 3.3/4096;    //0    - 0             - 10%  = 100/1000

发表于 2023-12-28 14:47

否则每次开启ADC采样后只进行一次采样，不需要手动关闭HAL_ADC_Stop();

ADC频率为64/2 = 32MHz = 31.25ns
分辨率设置12bit
右对齐方式存储

发表于 2023-12-28 14:48

采样时间1.5个周期

TCONV(转换时间) = 采样时间(设置采样周期SampleTime)+ 12.5个周期，其中12.5个周期是采集12位AD时间，是固定的。
采样一次需要31.25ns * 14 = 4.375us

发表于 2023-12-28 14:48

可知ADC1/0的引脚位置为PA_0

发表于 2023-12-28 14:48

配置定时器TIM2
采用TIM2通用定时器，设置PWM生成模式
该项目中频率自定义，占空比根据采样电压转换

fTIM = 64MHz / 6400 = 10kHz -100ns
fPWM = 10kHz / 1000 = 10Hz -100ms

发表于 2023-12-28 14:48

如果PWM频率太低，则降低分频值

fTIM = 64MHz / 64 = 1MHz - 1us
fPWM = 1MHz / 1000 = 1kHz - 1ms

比较输出，PWM1向上计数模式下
默认输出高电平，计数器CNT++，直到CNT>CCR捕获比较值，输出低电平，

发表于 2023-12-28 14:48

使用的函数
配置定时器TIM-比较输出pwm

发表于 2023-12-28 14:49

先获取AD值，然后计算采样电压，再转换成占空比

发表于 2023-12-28 14:49

然后通过改变比较值，来改变占空比

函数重定向以后使用print打印数据到串口

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