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第二十三章 内部温度传感器实验 本章我们将向大家介绍STM32的内部温度传感器。在本章中，我们将使用STM32的内部温度传感器来读取温度值，并在TFTLCD模块上显示出来。本章分为如下几个部分： 23.1 STM32 内部温度传感器简介 23.2 硬件设计 23.3 软件设计 23.4 下载验证
23.1 STM32 内部温度传感器简介 STM32有一个内部的温度传感器，可以用来测量CPU及周围的温度(TA)。该温度传感器在内部和ADCx_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压转换成数字值。温度传感器模拟输入推荐采样时间是17.1μs。 STM32的内部温度传感器支持的温度范围为：-40~125度。精度比较差，为±1.5℃左右。 STM32内部温度传感器的使用很简单，只要设置一下内部ADC，并激活其内部通道就差不多了。关于ADC的设置，我们在第十八章已经进行了详细的介绍，这里就不再多说。接下来我们介绍一下和温度传感器设置相关的2个地方。 第一个地方，我们要使用STM32的内部温度传感器，必须先激活ADC的内部通道，这里通过ADC_CR2的AWDEN位（bit23）设置。设置该位为1则启用内部温度传感器。 第二个地方，STM32的内部温度传感器固定的连接在ADC的通道16上，所以，我们在设置好ADC之后只要读取通道16的值，就是温度传感器返回来的电压值了。根据这个值，我们就可以计算出当前温度。计算公式如下： T（℃）={（V25-Vsense）/Avg_Slope}+25 上式中： V25=Vsense在25度时的数值（典型值为：1.43）。 Avg_Slope=温度与Vsense曲线的平均斜率（单位为mv/℃或uv/℃）（典型值为4.3Mv/℃）。 利用以上公式，我们就可以方便的计算出当前温度传感器的温度了。 现在，我们就可以总结一下STM32内部温度传感器使用的步骤了，如下： 1）设置ADC，并开启ADC_CR2的AWDEN位。 关于如何设置ADC，上一节已经介绍了，我们采用与上一节一样的设置，这里我们只要增加使能AWDEN位这一句就可以了。 2）读取通道16的AD值，计算结果。 在设置完之后，我们就可以读取温度传感器的电压值了，得到该值就可以用上面的公式计算温度值了。 23.2 硬件设计 本实验用到的硬件资源有： 1） 指示灯DS0 2） TFTLCD模块 3） ADC 4） 内部温度传感器 前三个之前均有介绍，而内部温度传感器也是在STM32内部，不需要外部设置，我们只需要软件设置就OK了。
23.3 软件设计 打开上一章的工程，打开adc.c，修改Adc_Init函数代码如下： void Adc_Init(void) { //先初始化IO口 RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA口时钟 GPIOA->CRL&=0XFFFFFF0F;//PA1 anolog输入 //通道10/11设置 RCC->APB2ENR|=1<<9; //ADC1时钟使能 RCC->APB2RSTR|=1<<9; //ADC1复位 RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//复位结束 RCC->CFGR&=~(3<<14); //分频因子清零 //SYSCLK/DIV2=12M ADC时钟设置为12M,ADC最大时钟不能超过14M! //否则将导致ADC准确度下降! RCC->CFGR|=2<<14; ADC1->CR1&=0XF0FFFF; //工作模式清零 ADC1->CR1|=0<<16; //独立工作模式 ADC1->CR1&=~(1<<8); //非扫描模式 ADC1->CR2&=~(1<<1); //单次转换模式 ADC1->CR2&=~(7<<17); ADC1->CR2|=7<<17; //软件控制转换 ADC1->CR2|=1<<20; //使用用外部触发(SWSTART)!!! 必须使用一个事件来触发 ADC1->CR2&=~(1<<11); //右对齐 ADC1->CR2|=1<<23; //使能温度传感器 ADC1->SQR1&=~(0XF<<20); ADC1->SQR1|=0<<20; //1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1 //设置通道1的采样时间 ADC1->SMPR2&=~(7<<3); //通道1采样时间清空 ADC1->SMPR2|=7<<3; //通道1 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度 ADC1->SMPR1&=~(7<<18);//清除通道16原来的设置 ADC1->SMPR1|=7<<18; //通道16 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度 ADC1->CR2|=1<<0; //开启AD转换器 ADC1->CR2|=1<<3; //使能复位校准 while(ADC1->CR2&1<<3); //等待校准结束 //该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。 ADC1->CR2|=1<<2; //开启AD校准 while(ADC1->CR2&1<<2); //等待校准结束 //该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除 } 这部分代码与上一章的Adc_Init代码几乎一摸一样，我们仅仅在里面增加了如下三句代码： ADC1->CR2|=1<<23; //使能温度传感器 ADC1->SMPR1&=~(7<<18); //清除通道16原来的设置 ADC1->SMPR1|=7<<18; //通道16 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度 其中第一句是使能内部温度传感器，剩下的两句就是设置通道16，也就是温度传感器通道的采样时间。然后，我们保存一下该文件，接着打开adc.h，修改文件如下： #ifndef __ADC_H #define __ADC_H #define ADC_CH1 1 //通道1 #define ADC_CH_TEMP 16 //温度传感器通道 void Adc_Init(void); //ADC通道初始化 u16 Get_Adc(u8 ch); //获得某个通道值 #endif 这里我们也只增加了一句，就是宏定义多增加了一个温度传感器通道TEMP_CH。接下来我们就可以开始读取温度传感器的电压了。在test.c文件里面我们修改main函数如下： int main(void) { u16 adcx; float temp; float temperate; Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置 uart_init(72,9600); //串口初始化为9600 delay_init(72); //延时初始化 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 LCD_Init(); //初始化LCD usmart_dev.init(72); //初始化USMART Adc_Init(); //ADC初始化 POINT_COLOR=RED; //设置字体为红色 LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"WarShip STM32"); LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"ADC TEST"); LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK"); LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2012/9/7"); //显示提示信息 POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色 LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"TEMP_VAL:"); LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"TEMP_VOL:0.000V"); LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"TEMPERATE:00.00C"); while(1) { adcx=Get_Adc_Average(ADC_CH_TEMP,10); LCD_ShowxNum(132,130,adcx,4,16,0);//显示ADC的值 temp=(float)adcx*(3.3/4096); temperate=temp;//保存温度传感器的电压值 adcx=temp; LCD_ShowxNum(132,150,adcx,1,16,0); //显示电压值整数部分 temp-=(u8)temp; //减掉整数部分 LCD_ShowxNum(148,150,temp*1000,3,16,0X80); //显示电压小数部分 temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25; //计算出当前温度值 LCD_ShowxNum(140,170,(u8)temperate,2,16,0); //显示温度整数部分 temperate-=(u8)temperate; LCD_ShowxNum(164,170,temperate*100,2,16,0X80);//显示温度小数部分 LED0=!LED0; delay_ms(250); } } 这里同上一章的主函数也大同小异，上面的代码将温度传感器得到的电压值，换算成温度值。然后，我们在TFTLCD模块上显示出来。 代码设计部分就为大家讲解到这里，下面我们开始下载验证。 23.4 下载验证 在代码编译成功之后，我们通过下载代码到ALIENTEK战舰STM32开发板上，可以看到LCD显示如图23.4.1所示：
图23.4.1 内部温度传感器实验测试图
伴随DS0的不停闪烁，提示程序在运行。大家可以看看你的温度值与实际是否相符合（因为芯片会发热，而且貌似准确度也不怎么好，所以一般会比实际温度偏高）？
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