原创 STM32学习笔记（14）-用ADC和片内温度传感器测温

使用内置温度传感器测量温度

       学习使用ADC多通道转换方式，验证温度测量的准确性，为以后的工程实践打好基础。

（1）       ADC的单次与连续转换

       ADC转换可以在一次转换后停止，然后再次触发后进行下一次转换；也可以是持续不断地转换下去。这个是通过设定ADC_CR2的CONT位来确定。

而在ST提供的库里面，是这样来设定的：

       ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

（2）       ADC的扫描模式

       ADC的扫描模式是用来扫描一组选定的通道的，它们将会被依次转换。这个在上一份笔记中已说明过。

       那么连续转换和扫描转换之间又是什么关系呢？字面上理解，似乎它们都是持续不断地转换啊。

       答案是：连续转换的层次比扫描更高，它管着扫描呢。也就是说，对连续转换来说，它所谓的“一次转换”可并不是指的一个通道的转换结束，而是指的“一组”转换结束，当然，这个“一组”有可能只有一个通道而已。再说得明确一些：当ADC扫描一次结束以后，如果CONT位是“1”（设定为连续转换方式），那么将继续下一轮的转换。

（3）       EOC什么时候产生？

       我的理解应该是每个通道（Channel）转换结束时都会发生。但这里有些问题（见下图）：

       上面的说明中：该位由硬件在（规则或注入）通道组换结束时设置…其中有个“组”字，字面的理解似乎应该是指一次转换组的所有通道都结束后才置1？但如果是这样，那么又如何进行数据的传递呢？要知道，对于ADC1来说，它的多个通道只有一个用于数据何存的寄存器：ADC1->DR啊。

       而这个问题在其他两个地方也没有说得清楚（见下图）：

我们前面讨论了说连续转换是针对一组转换而言的，所以这里所谓的：每个转换后EOC标志被设置，究竟是一组转换结束后呢还是一个通道结束后呢？不明确。

而在扫描模式是这么说的（见下图）：

       这里仅说到：如果设置了DMA位，在每次EOC后…，而并没有说到什么时候会有EOC产生？是所有扫描结束还是每个通道转换结束？

       而关于SCAN位又有这样的说明（见下图）：

注意最后的注：如果分别设置了EOCIE或JEOCIE位，只在最后一个通道转换完毕才会产生EOC或者JEOC中断。

       对这一行话的理解同样会有歧义：究竟是只在最后一个通道转换完毕才产生EOC或者JEOC呢，还是每个通道转换时都产生EOC或者JEOC，但是仅在最后一个通道转换完毕时的EOC/JEOC才会引发中断？

       手册上说得清楚，手册不保证正确，有问题可以找英文原版……可怜我，如果汉语语法也搞不清楚，那么英语语法岂非更头大？看来非得进修个英文六级再来学啦。

       还好，我们还能做实验验证。经验证，我认为应该是每次通道转换时都有EOC产生，并且这个EOC可以触发DMA事件。但是毕意自己验证的不能保证一定理解正确，所以啰啰喽喽写了这么多。

       （4）为了要使用内置的温度传感器，得要先打开温度传感器（同时也打开了内部REF测量通道），数据手册上说是设置ADC->CR2中的TSRVEFF位。这个位当然可以写个代码自行设置，不过我们现在是用库编程，那就遵守纪律，找到相应的库函数吧。

       打开stm32f10x_adc.c，用尽一切手段找，在这里（见下图）：

所以，main.c中加入这样一行：

       ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);   //开启温度传感器及Vref通道

（5）选定待转换组中的通道，并设定转换顺序，转换时间

      ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);

   /* 设置ADC1的Channel15通道在转换序列中第  2 个进行转换，转换时间设定为239.5个周期

   */

       这一段中的第一个参数是指定由ADC1转换器转换，因为温度传感器接在这个转换器的第16通道上，第二个参数显然就是选定第16通道了，而第三个参数2是说这个通道第二个转换；第四个参数是设定采样时间。

       说到采样时间，又要多说几句了。

       ADC1转换器的时钟是ADCCLK，这个时钟是由APB2时钟经过分频器而得到的，由于代码中没有对预分频器进行设置，所以用默认值2分频，所以ADCCLK的时钟是36M。

       对于温度传感器的使用，数据手册中这么样写（见下图）：

看第2条，即要求采样时间大于2.2us，那么我们只能取最大的采样周期239.5了。因为再低一档的就是71.5个周期，这是无法满足要求的。

但是说到这里，又出来问题了，就在紧挨着这段话的上面有这么一段（见下图）：

也就是它要求采样时间是17.1us，这这岂不是明显不相符？

       先标志于此，稍后查资料或做实验来验证。

       （6）设置DMA通道，将转换得到的数据保存到SRAM中去。

  vu16 ADCConvertedValue[2];   //定义一个2个字的数组，用来保存数据

              DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADCConvertedValue[0];

//设定SRAM中的起始地址

      DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2;   //2个字节

              DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;      

//使用内存地址自增模式

……

其他的不多写了。这样，2个通道的测试数据分别被保存到ADCConvertedValue[0]和ADCConvertedValue[1]中去了，只要读出这两个单元中的值，就可以分别得到PC5（ADC_Channel15）上外接电位器的分压值和内部温度传感器的值了。

（7）第17通道Refint

       在片内有一个片内基准，连接到ADC1的Channel17上，开始我以为，可以利用这个通道来做校准工作，但是看一看数据手册，我知道没戏了（见下图）。

居然从1.16变到了1.24V。

而我实测的结果更令我叹息，开空调吹一下板子，报告该通道实测的数值是1470，其时温度大概是在25度左右，空调一停，几度的变化，结果变成了1475，再试，我拿着板子对着空调出风口一阵吹，数值变到了1465.（其时温度通道的数值为从1700变到1753）虽然基准电压值的变化远没有温度值变化大，可….一个是基准，一个是传感器啊。看来，非得用外部基准不可了。我的板子上VREF并没有用基准源，是通过一个简单的滤波电路接到VCC上的，这个基本上还算稳定，说明那个低压差稳压集成电路AMS1117的温度特性还是不错的。

最后，报告一下测试结果

（1）       室温下读到的温度传感器的输出为1700。

       要将其转换成温度，还要找张表：（见下图）

       由于该表都是用电压来表示的，所以要将1700转换成电压值。

(1700/4096)*3.3=1.3696

那么温度就是：

T=（1.43-1.3696）/4.3*1000）+25

 =14.03+25

=39度

（2）拿电吹风来，一阵吹，读数变为1550

电压值：（1550/4096）*3.3=1.2488V

再次计算：

T=（1.42-1.2488）/4.3*1000+25

=42.1+25

=67.1度

（3）开空调吹，读数变为1730，这个就不计算了，但是可以肯定数值变化趋势是对的了。

  从第一个39这个值来看，测温的大体范围是对的，因为我在室内，估计当时的温度可能会有33~34度左右，这个39差了很多，原因：（1）V25和Avg_Slope都是取的中间值，这个未必对；（2）测量值和电压没有精确对照测量，估计误差也比较大。（3）是否与采样时间有关系？这个还要验证。

因此，如果某个应用中只是单独测温的话，这两点都要注意，要在生产后有个修正的表格，否则误差会比较大。