[STM32F1] STM32使用ADC读取电压并通过UART输出

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 楼主| 帛灿灿 发表于 2024-9-26 07:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
我们使用的是STM32F103C8T6开发板,STM32CubeMX用于配置外设,Keil用于编写和编译代码。

硬件连接
  • ADC输入:我们将一个电位器的中间引脚连接到STM32的ADC引脚(PA0)。
  • UART通信:我们使用USB转TTL模块与开发板的UART1(PA9: TX,PA10: RX)连接到PC。

步骤1:STM32CubeMX配置
  • 时钟配置:设置系统时钟为72MHz,使用外部晶振。
  • ADC配置
    • 在Pinout中,设置PA0为Analog模式。
    • 在Configuration中,将ADC模式设置为单次转换模式。
  • UART配置
    • 设置UART1波特率为115200,8数据位,1停止位,无奇偶校验。
  • 生成代码:点击“Generate Code”,将项目导出到Keil中。

步骤2:Keil代码实现
以下是具体的代码实现,用于ADC读取电压并通过UART发送结果。
  1. #include "main.h"
  2. #include "stdio.h"

  3. ADC_HandleTypeDef hadc1;
  4. UART_HandleTypeDef huart1;

  5. uint32_t adcValue = 0;
  6. char uartBuffer[50];

  7. // 重定向printf到UART
  8. int fputc(int ch, FILE *f) {
  9.     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);
  10.     return ch;
  11. }

  12. void SystemClock_Config(void);
  13. static void MX_GPIO_Init(void);
  14. static void MX_ADC1_Init(void);
  15. static void MX_USART1_UART_Init(void);

  16. int main(void) {
  17.     HAL_Init();
  18.     SystemClock_Config();

  19.     MX_GPIO_Init();
  20.     MX_ADC1_Init();
  21.     MX_USART1_UART_Init();

  22.     while (1) {
  23.         // 启动ADC并等待转换结束
  24.         HAL_ADC_Start(&hadc1);
  25.         HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
  26.         adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
  27.         
  28.         // 将ADC值转换为电压并通过UART发送
  29.         float voltage = (adcValue / 4096.0) * 3.3;  // 假设3.3V参考电压
  30.         sprintf(uartBuffer, "Voltage: %.2f V\r\n", voltage);
  31.         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)uartBuffer, strlen(uartBuffer), HAL_MAX_DELAY);

  32.         HAL_Delay(1000);  // 1秒延迟
  33.     }
  34. }

  35. // ADC1初始化
  36. static void MX_ADC1_Init(void) {
  37.     ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  38.     hadc1.Instance = ADC1;
  39.     hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  40.     hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
  41.     hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  42.     hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  43.     hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  44.     hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  45.     HAL_ADC_Init(&hadc1);

  46.     sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  47.     sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  48.     sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
  49.     HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
  50. }

  51. // UART1初始化
  52. static void MX_USART1_UART_Init(void) {
  53.     huart1.Instance = USART1;
  54.     huart1.Init.BaudRate = 115200;
  55.     huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  56.     huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  57.     huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  58.     huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  59.     huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  60.     huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  61.     HAL_UART_Init(&huart1);
  62. }

  63. // GPIO初始化
  64. static void MX_GPIO_Init(void) {
  65.     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  66. }

  67. // 系统时钟配置
  68. void SystemClock_Config(void) {
  69.     // 略,使用CubeMX生成的系统时钟配置代码
  70. }
代码解释:
  • ADC配置:我们初始化ADC1并选择PA0作为输入通道,设置ADC为单次转换模式。
  • UART配置:初始化UART1,用于将数据发送到PC终端。
  • 数据采集与发送:每次启动ADC后,我们将采集到的ADC值转换为对应的电压,并通过UART发送。
步骤3:运行效果通过串口调试工具(如PuTTY或SecureCRT),连接到STM32的串口(115200波特率)。每隔1秒,可以看到电位器对应的电压值输出到终端。
总结:本项目展示了如何在STM32上使用ADC读取电压并通过UART输出。该项目不仅适合初学者练习基本的外设使用,也可以作为更加复杂应用的基础。



公羊子丹 发表于 2024-9-26 07:50 | 显示全部楼层
这个例子很实用啊,正好最近在学ADC和UART,代码看起来很清晰!
童雨竹 发表于 2024-9-26 07:51 | 显示全部楼层
我一直搞不清ADC的参考电压,这个3.3V的解释挺好懂的!
周半梅 发表于 2024-9-26 07:51 | 显示全部楼层
每秒打印一次电压值,这个延迟用在低速测量挺合适的,学到了!
万图 发表于 2024-9-26 07:52 | 显示全部楼层
这段代码要是能扩展到多通道ADC就更好了,打算自己试试!
Wordsworth 发表于 2024-9-26 07:52 | 显示全部楼层
太好了!正好手头有个STM32板子,马上试试你的代码!
Pulitzer 发表于 2024-9-26 07:52 | 显示全部楼层
printf函数的重定向方法真的很经典,每次用UART都得重定向啊。
Bblythe 发表于 2024-9-26 07:53 | 显示全部楼层
那个电压转换公式讲得很清楚,之前一直不太理解,这下明白了。
Uriah 发表于 2024-9-26 07:53 | 显示全部楼层
用UART来输出数据真是方便,串口调试工具直接可以看到效果。
Clyde011 发表于 2024-9-26 07:54 | 显示全部楼层
有个小问题,这个ADC的精度是12位的,对吧?
610u 发表于 2024-9-29 22:24 来自手机 | 显示全部楼层
STM32CubeMX用于配置外设
csv7k1 发表于 2024-9-29 22:30 来自手机 | 显示全部楼层
用于编写和编译代码
在水一方00 发表于 2024-9-30 23:57 来自手机 | 显示全部楼层
用于ADC读取电压并通过UART发送结果
o88ne 发表于 2024-10-2 21:06 来自手机 | 显示全部楼层
STM32CubeMX用于配置外设,Keil用于编写和编译代码
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