认识STM32蓝丸的ADC 对STM32蓝丸板编程

几乎所有的嵌入式系统都最少需要1个传感器与MCU接口，如温度传感器、位置传感器、光电传感器等。这些传感器感测自然界的模拟量，并输出模拟电压值。

然而，STM32F103C8T6 or Arduino等MCU却是数字物种，无法识别模拟变量。这就需要模数转换器（ADC），如早期的8051 MCU单片机就使用了ADC0804之类的外接ADC芯片，把模拟变量转化成数字信号。新的MCU，如Arduino or STM32F103C8T6都集成了ADC核心，根本不需要外部元器件。

以下我们就连接一个最简单的可变模拟电压源——电位器，先配置一个读模拟量的引脚，再用ADC将其转化成数字值，并显示在LCD显示屏上。

认识STM32蓝丸的ADC

根据STM32F103C8T6 MCU数据表，其ADC为12-bit的逐次逼近型（SAR），支持16个外部通道的模拟信号测量。但是，STM32蓝丸的ADC只有10个通道，也就是，我们只能使用10个引脚来测量10个不同的模拟电压。

STM32蓝丸的ADC分辨率为12-bit，STM32F103C8T6的电压为0-2^12，即0-4095。

基于模拟电压，数字电压按步数逐步增加。电压/步数之比就是ADC分辨率，公式如下：

电压/步数 = 参考电压/2^12

 

这里的参考电压一般为3.3V，MCU能够检测到的最小电压为：
电压/步数 =  3.3/4096 = 0.8056mV /步
输入电压 = (ADC读数 / ADC分辨率) * 参考电压

电路配置

本项目电路很简单，所需元件如下：
STM32蓝丸板
16×2 LCD Display
10KΩ电位器 x 2
USB-UART转换器(如果通过UART进行编程的话)
杜邦线

 

STM32蓝丸板有10个模拟输入：PA0-PA7(ADC0-ADC7)、PB0、PB1(ADC8和ADC9)。本项目使用ADC0，即PA0作为模拟输入引脚，我们在此引脚连接10KΩ电位器的抽头，其他两脚连接3.3V和GND。

输出采用16×2 LCD Display，如果电路中的STM32蓝丸板看不清楚的话，可参考下方的大图。

对STM32蓝丸板编程

首先，需要对LCD引脚和ADC引脚进行初始化，将出现介绍类信息。

接着，使用analogRead函数从模拟引脚(PA0)读取模拟电压，并将读数保存在analogVal变量里。

现在，使用上述公式，可计算出输入电压。使用浮点变量保持计算出的输入电压。

float inputVoltage = ((float) analogVal) / 4096 * 3.3
这样，就可在LCD上显示计算出的模拟电压和ADC值。继续改变电位器，STM32F103C8T6的ADC就会持续进行模拟电压读数，计算数值大小，并显示在LCD显示屏上。相关代码如下：

/*
* LCD VSS pin to GND
* LCD VDD pin to 5V
* LCD VO pin to POT
* LCD RS pin to digital pin PB11
* LCD RW pin to GND
* LCD EN pin to digital pin PB10
* LCD D0 to D3 pins not used
* LCD D4 pin to digital pin PB0
* LCD D5 pin to digital pin PB1
* LCD D6 pin to digital pin PA7
* LCD D7 pin to digital pin PA6
* LCD LED+ pin to 5V
* LCD LED- pin to GND
*/
#include
const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PA7, d7 = PA6;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
const int analogInput = PA0;
void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(“Electronics Hub”);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(” ADC in STM32 “);
delay(2000);
lcd.clear();
}
void loop()
{
int analogVal = analogRead(analogInput);
float inputVoltage = (float(analogVal)/4096) * 3.3;
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(“ADC Value:”);
lcd.print(analogVal);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(“Voltage:”);
lcd.print(inputVoltage);
}

 

　　审核编辑：汤梓红