如何在 STM32F103C8 中使用 ADC 测量模拟电压

几乎每个嵌入式应用程序中都使用的一个常见功能是 ADC 模块（模数转换器）。这些模数转换器可以从温度传感器、倾斜传感器、电流传感器、弯曲传感器等模拟传感器读取电压。现在，我们学习如何使用 STM32F103C8 中的 ADC 读取模拟电压，我们将一个电位器连接到 STM32 Blue Pill 板，通过改变电位器阻值为ADC提供不同的电压，将读取的电压显示在 1602 LCD 上。

STM32F103C8 中的 ADC

在 STM32F103C8有 10 个通道、12 位 ADC，输入范围为 0V -3.3V。它将 0 到 3.3 伏之间的输入电压映射为 0 到 4095 之间的整数值。

这里的术语 10 通道意味着有 10 个 ADC 引脚可以用来测量模拟电压。术语 12 位表示ADC 的分辨率，表示000000000000-111111111111(2^12即 4096)。这是我们 ADC 的采样步数，因此我们的 ADC 值的范围从 0 到 4095。该值将从 0 增加到4095基于每步电压值，可通过方面方式计算

电压 / 步数 = 参考电压 / 4096 = (3.3/4096= 8.056mV) 每单位。

模拟信号如何转换为数字格式

由于计算机仅存储和处理二进制/数字值（1 和 0）。因此，模拟信号（如传感器的伏特输出）必须转换为数字值以进行处理，并且转换需要准确。当在模拟输入端向 STM32 提供输入模拟电压时，模拟值被读取并存储在整数变量中. 使用以下方式将存储的模拟值（0-3.3V）转换为整数值（0-4096）：

输入电压 = (ADC 值 / ADC 分辨率) * 参考电压

分辨率 = 4096

参考电压 = 3.3V

STM32F103C8T6 中的 ADC 引脚

STM32 中有 10 个ADC引脚，从 PA0 到 PB1。

电路图及说明

LCD与STM32连接

1602 LCD根据上表进行连接。电路中有两个电位器，第一个用于分压器，用于改变电压并为 STM32 提供模拟输入。该电位器的左侧引脚从 STM32（3.3V）获得输入正电压，右侧引脚接地，电位器的中心引脚连接到 STM32 的模拟输入引脚（PA7）。另一个电位器用于改变 LCD 显示屏的对比度。STM32 的电源由 PC的 USB 电源提供。

对 STM32 进行编程以读取 ADC 值

通过 STM32 的 USB 端口将其连接到 PC 并开始使用 ARDUINO IDE 进行编程。在程序中，读取模拟值并使用该值计算电压，然后在 LCD 屏幕上显示模拟值和数字值。

#include <LiquidCrystal.h> // LCD 库
//首先 定义出 LCD 引脚。这些定义了 LCD 引脚连接到 STM32 的哪个引脚。
//你可以根据自己的需求进行修改。
const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); //初始化LCD
const int analogip = PA7;//模拟输入引脚
void setup()
{
    lcd.begin(16, 2); //我们使用的是 16*2 LCD
    lcd.clear(); //清屏
    lcd.setCursor(0, 0); //设置光标在第一行第一列
    lcd.print("Hello Wrold!"); //LCD显示这个
    lcd.setCursor(0, 1); //设置光标在第二行第一列
    lcd.print("STM32F103C8"); //LCD显示这个
    delay(2000);//等待两秒
    lcd.clear(); //清屏
    lcd.setCursor(0, 0); //设置光标在第一行第一列
    lcd.print("USING ADC IN");//打印这个
    lcd.setCursor(0,1); //设置光标在第二行第一列
    lcd.print("STM32F103C8");//打印这个
    delay(2000); //等待两秒
    lcd.clear(); //清屏
}

void loop()
{
    int val = analogRead(PA7); // 从引脚 A7 读取 ADC 值
    float voltage = (float(val)/4096) * 3.3; //将 ADC 值转换为电压值
    lcd.setCursor(0, 0); // 将光标设置到第 0 列第 0 行
    lcd.print("ADC Val:");
    lcd.print(val); //显示ADC值
    lcd.setCursor(0, 1); // 将光标设置到第 0 列第 1 行
    lcd.print("Voltage:");
    lcd.print(voltage);//显示电压
}

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