基于STM32战舰开发板的内部温度传感器实验
内部温度传感器简介
测量的温度位置
内部温度传感器集成在芯片中，测量的是芯片的温度。
如何测量对应位置的温度？
温度传感器与ADC1_CH16相连，另外ADC1_CH17是与内部参照电压VREF+相连，因此我们可以通过ADC1的第16路通道测量芯片温度实时对应的电压转换得来的数字量，也可以通过ADC1的第17路通道测量内部参照电压对应的数字量。
我们知道STM32的ADC转换DATA是12Bits的，因此输入电压(小于3.3V大于0V)ADC转换为数字量的值为“大于0小于4096”。
我们由“T-V关系图”，“V的数字量”和“ADC量程”，可以得知“此时的温度”。
内部传感器配置注意事项
① 读取内部温度传感器数据的周期应大于17.1us；
② 内部温度传感器的温度测量误差约为1.5℃，因此内部温度传感器更适合于检测温度的变化，而不是测量绝对的温度。如果需要测量精确的温 度，应该使用一个外置的温度传感器。
内部温度传感器配置流程
| 所属函数位置 |
执行步骤 |
| ADCx的初始化函数 |
使能相应总线上(APB1或者APB2)ADCx与GPIOx的外设时钟 |
| 配置GPIOx口中ADCx对应的引脚为模拟输入模式(ADC外设对应的GPIO模式) |
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| 将ADCx复位为缺省值(就是将ADCx的所有设过的属性全部重设为默认值) |
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| 设置ADCx时钟分频 |
|
| 将ADCx的校准寄存器恢复为默认值(此时应用对应的标志位来判断此步过程是否完成，如果完成再执行下一步) |
|
| 将ADCx的校准寄存器初始化，开始校准(此时应用对应的标志位来判断此步过程是否完成，如果完成再执行下一步) |
|
| 使能ADC1_CH16对应的内部温度传感器 |
|
| 使能ADCx外设 |
|
| ADCx_CHy通道数值读取函数 |
配置ADCx_CHy(ADCx对应的y通道)的转换序号与转换周期 |
| 启动ADCx_CHy继续转换(此时应用对应标志位判断ADCx外设所有通道是否转换完成) |
|
| 读取ADCx_CHy通道的数字量的值 |
|
| ADCx_CHy通道读取的数据的后期处理函数 |
对n次读取的数据进行取平均值处理 |
| 温度与电压数字量之间的转换函数 |
用温度与电压数字量之间的对应关系进行转换 |
内部温度传感器实验代码解析
ADC初始化代码
void ADC_InitConfig()
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
ADC_DeInit(ADC1);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 定义规则通道的长度
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
delay_init();
} 我们应该注意到：ADC1_CH16连接着内部温度传感器，不用初始化具体的GPIO口引脚，只需要将寄存器的相应位使能即可：
我们有些同学在用如下“等待”代码的时候有些疑问：
ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); 我们用while循环为ADC外设提供执行任务所需的等待时间，但是我们一对比如下while代码，就有点懵了：
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束 在while循环中，应该“取非”？这个是个让人不解的问题。
我们此时应该看寄存器，看寄存器中位与状态的对应关系：
ADC1复位校准功能与ADC1执行校准功能分别对应“ADC控制寄存器 2(ADC_CR2)”对应的如下两个位：
我们看到上图，可以得到如下结论：
| 功能 |
状态 |
位标志 |
| 检验ADC校准功能复位状态(完成/进行中) |
复位执行中 |
1(SET) |
| 复位完成(复位指令执行完毕) |
0(RESET) |
|
| 检验执行ADC校准功能的状态(完成/进行中) |
正在开始执行ADC校准功能 |
1(SET) |
| ADC校准功能执行完毕 |
0(RESET) |
此外，ADC_SR状态寄存器中的标志位EOC位代表着“ADC转换工作是否结束”：
| 功能 |
状态 |
位标志 |
| 查看ADC转换是否结束 |
ADC转换结束 |
1(SET) |
| ADC转换完成 |
0(RESET) |
ADC转换函数
u16 ADC_GetValue()
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道3,第一个转换,采样时间为239.5周期
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
} 注意：我们一定要在读取ADC通道转换值得函数中去执行：
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束 我们初始化时只想初始化ADCx设备的属性，而函数“ADC_SoftwareStartConvCmd”得功能是根据ADCx各个引脚的属性启动ADCx外设进行转换操作。显然，初始化时不应进行获取转换值得操作。
多次读取取平均函数
//获取通道ch的转换值
//取times次,然后平均
u16 T_Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++)
{
temp_val+=T_Get_Adc(ch);
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
} ADC转换的数字量转换为所需温度的函数
//得到温度值
//返回值:温度值(扩大了100倍,单位:℃.)
short Get_Temprate(void) //获取内部温度传感器温度值
{
u32 adcx;
short result;
double temperate;
adcx=T_Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20); //读取通道16,20次取平均
temperate=(float)adcx*(3.3/4096); //电压值
temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25; //转换为温度值
result=temperate*=100; //扩大100倍.
return result;
}总体代码示例
TempSensor.c
#include "TempSensor.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
void ADC_InitConfig()
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
ADC_DeInit(ADC1);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 定义规则通道的长度
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
delay_init();
}
u16 ADC_GetValue()
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道3,第一个转换,采样时间为239.5周期
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}
u16 ADC_GetAverageValue()
{
u8 i = 0;
u16 temp = 0;
for(;i<5;i++)
{
temp += ADC_GetValue();
delay_ms(5);
}
return temp/5;
}
u16 DigitalValueConversion()
{
float temp = ADC_GetAverageValue();
return ((1.43-3.3*(temp/4096))/0.043+25)*100;
} TempSensor.h
#ifndef _TEMPSENSOR_H
#define _TEMPSENSOR_H
#include "sys.h"
void ADC_InitConfig();
u16 ADC_GetValue();
u16 ADC_GetAverageValue();
u16 DigitalValueConversion();
#endif Main.c
#include "TempSensor.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "lcd.h"
int main()
{
u16 temp = 0;
ADC_InitConfig();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
uart_init(115200);
delay_init();
LCD_Init();
LCD_Clear(BLUE);
temp = DigitalValueConversion();
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"Temperature TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/14");
LCD_ShowString(30,140,200,16,16,"TEMPERATE: 00.00C");
while(1)
{
temp = DigitalValueConversion();
LCD_ShowNum(30+11*8,140,temp/100,2,16);
LCD_ShowNum(30+14*8,140,temp%100,2,16);
delay_ms(150);
}
} 程序运行结果
