＜STM32＞STM32CubeMX-ADC采集（软件触发）（4）

＜STM32＞STM32CubeMX-ADC采集（软件触发单通道）（4）

本节主要讲解ADC采集数据的功能，采集采用软件触发的方式；
ADC的详细解说可参考《STM32F4XXX中文参考手册》，资料有详细的讲解和说明，文档可跟作者联系索取，或百度搜索也可。

本系列教程同类文章包括以下：
1、＜STM32＞STM32CubeMX-基础工程创建及LED灯控制（1）
2、＜STM32＞STM32CubeMX-工程创建及定时器控制LED灯闪烁（2）
3、＜STM32＞STM32CubeMX-串口收发通信(结束标识“\r\n”)（3）

话不多说，开始写代码吧。。

一、打开STM32CubeMX选择对应的芯片型号，后进入开发界面
1、双击“STM32CubeMX”软件打开，打开后如下图所示，选择红色框1;

选择后可能会更新，等待更新完成即可，如下图：

2、选择开发芯片，作者本例程的芯片是STM32F407ZET6,读者根据自己使用的开发板芯片选择即可。操作如下：
按照下图步骤：
步骤1：输入开发使用的芯片型号，作者这里输入:STM32F407ZE，就会在步骤2显示芯片的具体型号；
步骤2：选择具体使用的芯片型号，选中后会高亮；
步骤3：点击“Start Project”,开始进入工程图形配置界面。

二、图形界面配置
由于采集的ADC数据需要查看，所以本例程采用的是通过串口输出采集的数据，输出到电脑端的串口调试助手。
所以除了基本的时钟、晶振等一些配置，还包含串口配置和ADC配置。
1、配置晶振
步骤1：选择“Pinout&Configuration”;
步骤2：选择“System Core”;
步骤3：选择“RCC”；
步骤4、5：选项下拉选择“Crystal/Ceramic Resonator”
下拉选项说明：
Crystal/Ceramic Resonator：晶体/陶瓷晶振，一般使用的都是这个
BYPASS Clock Source：旁路时钟源

2、配置DEBUG和SYS
步骤1：选择“Pinout&Configuration”;
步骤2：选择“System Core”;
步骤3：选择“SYS”；
步骤4：选择“Serial Wire”；
此选项是下载调试的方式选择，有很多种，包括SWD、JTAG等方式。
步骤5：选择“Sys Tick”；
此选项是HAL时基的选择，有滴答定时器，和其它定时器1、2、3、4、5…，这里选择SysTick滴答定时器。

3、配置调试输出串口1
步骤1：选择“Pinout&Configuration”;
步骤2：选择“Connectivity”;
步骤3：选择“USART1”；
步骤4：选择“Asynchronous”；
此下拉选项有多种选择，分别如下：
Asynchronous：异步通信
Synchronous：同步通信
Single Wire(Half-Duplex):半双工
Multiprocessor Communication:多处理器通信
lrDA:红外数据
LIN:局域网互联
SmartCard:智能卡
步骤5：选择“NVIC Settings”->然后勾选中断使能。
选项卡“Parameter Settings”是设置串口的参数
Basic Parameters->Baud Rate:设置波特率，默认115200，可不修改；
Basic Parameters->Word Length:字长,默认“8Bits”,默认即可；
Basic Parameters->Parity:奇偶校验，默认选择"None"无校验；默认即可；
Basic Parameters->Stop Bits:停止位，默认1，默认即可；
Advanced Parameters->Data Direction:数据方向，默认“Receive and Transmit”可接收发送，默认即可；
Advanced Parameters->Over Sampling:过采样长度，默认“16 Samples”16个采样，默认即可；
选项卡“NVIC Settings”是设置中断使能-勾选对应的中断信号源即可，本工程只勾选“USART1 global interrupt”;
选项卡“DMA Settings”是设置串口DMA通道的，可添加DMA，在本工程，不使用。
其它选项卡无需设置。

4、配置ADC，使用ADC1通道1，即PA1引脚
步骤1：选择“Pinout&Configuration”;
步骤2：选择“Analog”;
步骤3：选择“ADC1”；
步骤4：选择“IN1”，表示选择通道1，此选项是选项ADC的通道，勾选够在右侧标记“6”可看到对应的IO选中。
步骤5：ADC参数配置，ADC_Settings->Clock Prescaler选择“PCLK2 divided by 4”，如图所示；
选项卡“Parameter Settings”是设置ADC的参数
(1)ADCs_Common_Settings->Mode:ADC的模式，默认选择“Independent mode”,独立模式，默认即可；
(2)ADC_Settings->Clock Prescaler:时钟预分频，默认选择“PCLK2 divided by 2”,2分频，ADC分频后的时钟最好不要高于36MHz；ADC在APB2时钟线上，后面配置时钟树时，会得到APB2是84MHz，所以本工程此选项选择“PCLK2 divided by 4”,4分频
(3)ADC_Settings->Resolution:ADC 分辨率,默认“12Bits",默认即可；
(4)ADC_Settings->Data Alignment:数据对齐对齐方式，默认“Right alignment”,右对齐，默认即可；
(5)ADC_Settings->Scan Conversion Mode:扫描，默认“Disable”,不使能，默认即可，如果多通道可使能；
(6)ADC_Settings->Continuous Conversion Mode:连续转换，默认“Disable”,不使能，默认即可，如果多通道或连续采集信号时可使能；
(7)ADC_Settings->Discontinuous Conversion Mode:不连续转换，和上一条相反；
(8)ADC_Settings->DMA Continuous Requests:DMA 连续请求,默认“Disable”,不使能,使用DMA时可使能；
(9)ADC_Settings->End Of Conversion Selection:转换结束选择,默认“EOC flag at the end of single channel conversion”,单通道转换结束时的 EOC 标志,默认即可；
(10)ADC_Regular_ConversionMode->Number Of Conversion:转换次数,默认“1”，默认即可；
(11)ADC_Regular_ConversionMode->External Trigger Conversion Source,外部触发转换源，默认“Regular Conversion launched by software”由软件启动的定期转换,默认即可；
(12)ADC_Regular_ConversionMode->External Trigger Conversion Edge,外部触发转换边沿,默认“None”,默认即可；
(13)ADC_Regular_ConversionMode->Rank->Channel，选择ADC的通道，在前面则通道后，处选择对应的Channel即可，如果只用到1个通道，一般会默认选中；
(14)ADC_Regular_ConversionMode->Rank->Sampling Time,采样时间,小一些比较快，但是可能采集的信号波动大，大一些时间长一点，采集的波动小；
(15)ADC_Injected_ConversionMode->Number Of ConversionMode,转换模式数,默认即可；
(16)WatchDog->Enable Analog WatchDog Mode,看门口，默认不勾选，默认即可；

选项卡“NVIC Settings”是设置中断使能，本工程不使用;
选项卡“DMA Settings”是设置ADC采集DMA通道的，可添加DMA，在本工程，不使用。
其它选项卡无需设置。

三、配置系统时钟
步骤1：选择“Clock&Configuration”;
步骤2：外部高速晶振的大小，作者用的开发板上，外部高速晶振大小时8MHz,读者根据自己使用的开发板上的晶振大小输入对应的值即可；
步骤3：选择器选择下面园点，即选中外部晶振作为输入源；如果电路没外部晶振，可选择上面圆点，选择芯片内部高速晶振作为输入，本工程选外部输入；
步骤4：选择“PLLCLK”，就是选择倍频器PLL作为输入时钟源，如果没外部高速晶振，则选择HSI(第一个圆点)；
步骤5：直接输入“168”，作为系统的主频大小。
以上修改完成后回车，如果右提示，选择确认即可。

参考下图选择，高亮的位置都可以修改，修改后的值如下图所示：

四、工程输出配置
1、项目文件配置
步骤1：选择“Project Manager”
步骤2：选择“Project”
步骤3：输入工程名称，作者这里输入“ADC”，表示ADC功能的工程，一般名称体现工程的作用，可以自定义；
步骤4：点击“Browse”,选择工程存放的路径，不要包含中文；
步骤5：下拉选择“MDK-ARM”，表示用的IDE是keil；可以根据自己使用的编程软件选择，这里作者选用“MDK-ARM”；后面的“V5.27”则是软件的版本号；
步骤6：芯片的HAL库固件包，勾选后面，会自动选择，一般会自动更新到最新版本；

2、代码生成配置
步骤7：选择“Code Generator”;
步骤8：STM32Cube MCU packages and embedded software packs,STM32Cube MCU 软件包和嵌入式软件包选择，本工程选中第一条；
第一条：Copy all used libraries into the project folder:将所有使用的库复制到项目文件夹中;
第二条：Copy only the necessary library files:只复制必要的库文件;
第三条：Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file:在工具链项目配置文件中添加必要的库文件作为参考;
建议选中第一条，将所以的包含，避免后续开发出现遗漏的文件，方便后续功能增加，就是工程代码量会大一些；

步骤9：Generated files,生成文件，本工程选中，第一、三、四，三个选项；
第一条：Generate pripheral initalization as a pair of ‘.c/.h’ files per peripheral:将外围设备初始化生成为每个外围设备的一对“.c/.h”文件
第二条：Backup previously generated files when re-generating,重新生成时备份以前生成的文件
第三条：Keep User Code when re-generating,重新生成时保留用户代码
第四条：Delete previously generated files when not re-generated ,不重新生成时删除以前生成的文件
步骤10：点击“GENERATE CODE”

点击生成后弹出提示框，点击“Open Project”,即可打开工程。

打开后就是界面如下：

五、代码补充
1、补充串口代码
串口是为了方便测试查看ADC的采集数据，重定向了printf函数，具体操作如下：
打开“usart.c”文件，
在文件头文件引用的“/* USER CODE BEGIN 0 /” 和“ / USER CODE END 1 */ ”之间添加如下代码：

#include "stdio.h"

添加后如下图：

在末尾的“/* USER CODE BEGIN 1 /” 和“ / USER CODE END 1 */ ”之间添加如下代码：

#if 1
//#pragma import(__use_no_semihosting)
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{ int handle;
}; FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{ x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{    while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕USART1->DR=(uint8_t)ch;      return ch;
}
#endif

2、补充ADC配置代码
打开adc.c，在末尾的“/* USER CODE BEGIN 1 /” 和“ / USER CODE END 1 */ ”之间添加如下代码：

//获得ADC值
//ch: 通道值 0~16，取值范围为：ADC_CHANNEL_0~ADC_CHANNEL_16
//返回值:转换结果
uint16_t Get_Adc(uint32_t ch)
{ADC_ChannelConfTypeDef ADC1_ChanConf;ADC1_ChanConf.Channel=ch;                                   //通道ADC1_ChanConf.Rank=1;                                       //第1个序列，序列1ADC1_ChanConf.SamplingTime=ADC_SAMPLETIME_480CYCLES;        //采样时间ADC1_ChanConf.Offset=0;                 HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1,&ADC1_ChanConf);        //通道配置HAL_ADC_Start(&hadc1);                               //开启ADCHAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10);                //轮询转换return (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&hadc1);           //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}
//获取指定通道的转换值，取times次,然后平均
//times:获取次数
//返回值:通道ch的times次转换结果平均值
uint16_t Get_Adc_Average(uint32_t ch,uint8_t times)
{uint32_t temp_val=0;uint8_t t;for(t=0;t<times;t++){temp_val+=Get_Adc(ch);HAL_Delay(5);}return temp_val/times;
}

添加后如下图：

打开adc.h，在末尾的“/* USER CODE BEGIN Prototypes /” 和“ / USER CODE END Prototypes */ ”之间添加如下代码：

uint16_t Get_Adc_Average(uint32_t ch,uint8_t times); //函数声明

添加后如下图：

3、添加主函数代码
打开“main.c”文件
在文件头文件引用的“/* USER CODE BEGIN Includes /” 和“ / USER CODE END Includes */ ”之间添加如下代码：

#include "stdio.h"

添加后如下图：

主函数main添加相应代码，添加后内容如下：

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint16_t   adcx=0;                 //定义ADC采集存放的变量float       ADC_V=0;                   //存放电压/* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_ADC1_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);                                       //开启ADC/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */adcx = Get_Adc_Average(ADC_CHANNEL_1,10); //获取ADC1的通道1，10次的平均值ADC_V=(float)adcx*(3.3/65536);              //获取计算后的带小数的实际电压值，比如3.1111printf("采集的ADC值：%d, 转换后的电压值为：%.3f \r\n",adcx ,ADC_V  );HAL_Delay(1000);                                                   //延时1000ms}/* USER CODE END 3 */
}

添加后如下图：

以上代码添加完成，接下来编译运行测试。

六、编译测试
1、编译，点击编辑，确认编译无错，如果有错误，根据错误提示修改即可；

2、选择下载方式，作者用的是STlink下载器，SWD的方式；配置参考下图选择；

3、将下载器链接开发板，然后点击下载代码；
4、打开串口调试助手，选择开发板的串口号，配置串口参数和STM32配置的参数一致，然后点击“打开串口”，查看输出的内容；输入如下图所示：
将PA1通过杜邦线连接3.3V时：

将PA1通过杜邦线连接GND时：

七、总结
实验通过串口的输出可以看出，ADC采集正常。

以上是STM32F407ZET6开发板，验证STM32CubeMX创建ADC采集的整个流程。如有不足、遗漏之处可联系作者修改。
如有不明白，交流的地方也可联系作者。

联系方式QQ759521350

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