【LM401】ADC采集代码解读

本文主要实现基于LM401模组,，测试ADC低功耗采集，详细解析代码基于计算方式

对于小白理解ADC有更详细的理解

硬件基于易智联的LM401的LoRa模组，用的 LM401-pro-kit开发板，开发板资料以及参考资料如下：

【基于STM32WL的LM401 Lora评估板】

【STM32WLE5之lora：5、易智联LM40评估板ADC定时采集上报】

1. 单片机ADC与DAC简单理解

• ADC：模数转换，单片机的IO口接一个传感器，传感器输出模拟值，单片机读取模拟量转化为数字量。（ 单片机输入模拟值，转化为数字值）

• DAC：数模转换，给单片机数字值，从单片机的IO口输出模拟信号量。（ 单片机IO口输出模拟信号量）

2. 模组ADC通道介绍

12位DAC、2Msps 低功耗采样保持电路 ，12通道，采用 16-bit 硬件过采样，转化范围1.62—3.6V，给出部分引脚，具体查看手册

PB1 — ADC_IN5 PB2 — ADC_IN4

PB3 — ADC_IN2 PB4 — ADC_IN3

PB13 — ADC_IN0 PB14 — ADC_IN1

其中三个通道说明：

#define ADC_CHANNEL_VREFINT                (LL_ADC_CHANNEL_VREFINT)         // 内部参考电压
#define ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR             (LL_ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR)      // MCU 内部温度，精确度不高 1度左右
#define ADC_CHANNEL_VBAT                   (LL_ADC_CHANNEL_VBAT)            // 外部连接电压值

3. ADC初始化

void MX_ADC_Init(void)
{/** Configure the global features of the ADC (Clock, Resolution, Data Alignment and number of conversion)*/hadc.Instance = ADC;hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;  // 时钟分频数hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;    // 分辨率为 12bithadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;    // 一般选择右对齐hadc.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;   // 单通道（单次）或者多通道（扫描）模式选择，扫描的话就是序列的形式hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;  // 单一转换结束hadc.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;     // 低功耗hadc.Init.LowPowerAutoPowerOff = DISABLE;hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;hadc.Init.NbrOfConversion = 1;hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;      // 不使用 DMAhadc.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;hadc.Init.SamplingTimeCommon1 = ADC_SAMPLETIME_160CYCLES_5;hadc.Init.SamplingTimeCommon2 = ADC_SAMPLETIME_160CYCLES_5;hadc.Init.OversamplingMode = ENABLE; //使能过采样hadc.Init.Oversampling.Ratio = ADC_OVERSAMPLING_RATIO_16; // ，16倍过采样hadc.Init.Oversampling.RightBitShift = ADC_RIGHTBITSHIFT_4;hadc.Init.Oversampling.TriggeredMode = ADC_TRIGGEREDMODE_SINGLE_TRIGGER;hadc.Init.TriggerFrequencyMode = ADC_TRIGGER_FREQ_HIGH;if (HAL_ADC_Init(&hadc) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN ADC_Init 2 *//* USER CODE END ADC_Init 2 */}

4. 采集值的计算

比如，demo中通过PA11引脚读取ADC的值，读取后的计算方式：

注意：：计算时用的12位分辨率，和ADC初始化设置的分辨率要对应

bat_v = SYS_GetBatteryLevel();	// 获取内部参考电压-> ADC_ReadChannels(ADC_CHANNEL_VREFINT);  
temp = GetADC_PA11();
pa11_v = __LL_ADC_CALC_DATA_TO_VOLTAGE(bat_v, temp,ADC_RESOLUTION_12B); // 将PA11的ADC转换成电压，单位mV  通过这个函数计算出实际电压值，单位是 mV/// @brief   将采集到的模拟电压值转换为实际电压值，计算结果单位是 mV
/// @param   参数1：ADC转换环境的参考电压值  
///			 参数2：采集到的模拟电压值   
///			 参数3：AD芯片分辨率（本系列可可以是6 8 10 12）
#define __HAL_ADC_CALC_DATA_TO_VOLTAGE(__VREFANALOG_VOLTAGE__,\__ADC_DATA__,\__ADC_RESOLUTION__) \
__LL_ADC_CALC_DATA_TO_VOLTAGE((__VREFANALOG_VOLTAGE__),\(__ADC_DATA__),\(__ADC_RESOLUTION__))

$$(VREF/2^n)\ast AdcData$$

5.测试结果

测试 PB4 和 PB3 两路ADC，分别将PB3直接接地，PB4接3.3v，测试过程代码
说明：本例 参考电压为 3.3v 用的12位ADC

#define VREF_MV         (3300UL)
#define ADC_MAX_RESULT  ((1 << 12)-1) // 12 bit ADCuint16_t batteryLevel = SYS_GetBatteryLevel();  // 获取系统的参考电压  单位 mv（3300mv）
APP_PRINTF("batteryLevel= %d \r\n",batteryLevel);uint16_t ADC_PB3_Value = GetADC_PB3_Value();uint16_t ADC_PB4_Value = GetADC_PB4_Value();APP_PRINTF("ADC_PB3_Value= %d \r\n", ADC_PB3_Value);APP_PRINTF("ADC_PB4_Value= %d \r\n ",ADC_PB4_Value);APP_PRINTF("*********************************** \r\n ");APP_PRINTF("ADC_PB3_Value= %d \r\n",(ADC_PB3_Value * VREF_MV) / ADC_MAX_RESULT);APP_PRINTF("ADC_PB4_Value= %d \r\n ",(ADC_PB4_Value * VREF_MV) / ADC_MAX_RESULT);

打印信息如下：