STM32CubeMx HAL程序实现单通道ADC采样

STM32CubeMX 是ST公司提供的一个图形化软件配置工具，它用于基于ST的STM32微控制器生成初始化代码。HAL（硬件抽象层）是ST为STM32系列微控制器提供的固件库，它是一个中间件，用来提供标准化的硬件操作接口，以便用户可以编写跨不同STM32系列的代码，同时隐藏了硬件细节。本知识点将围绕STM32CubeMX HAL程序的开发进行展开，特别是关于串口printf重映射以及单通道ADC采样输出电压的实现。 ### 串口printf重映射 在标准的C库中，printf函数默认是输出到标准输出流的，而标准输出流通常是连接到电脑的虚拟串口上的。在嵌入式系统中，标准输出流常常需要重定向到真正的硬件串口，以便将数据发送到电脑或用于其他目的。使用STM32CubeMX生成的HAL库项目中，重定向printf到串口通常需要几个步骤： 1. **设置重定向函数**：在项目中实现`_write()`函数，这个函数是C库中用于输出的一个低级接口。通过重写这个函数，可以指定数据输出的目的地。 2. **配置串口**：在STM32CubeMX中配置一个串口，设置好正确的波特率、数据位、停止位等参数，并生成初始化代码。 3. **链接串口初始化代码**：在系统启动代码（通常位于`main.c`文件中的`MX_USARTx_UART_Init()`函数）中初始化串口。 4. **实现重定向函数**：在`main.c`或者一个单独的C文件中实现`_write()`函数，并确保它调用了HAL库的`HAL_UART_Transmit()`函数来发送数据。 ### 单通道ADC采样输出电压 STM32的ADC是模拟数字转换器，用于将模拟信号转换为数字信号。对于STM32CubeMX HAL库，实现单通道ADC采样并输出电压值的步骤大致如下： 1. **ADC配置**：在STM32CubeMX中选择要使用的ADC模块和对应的通道，设置合适的采样时间、分辨率等参数。 2. **生成HAL代码**：生成配置好的ADC初始化代码。 3. **读取ADC值**：在主程序中调用`HAL_ADC_Start()`开始ADC转换，然后使用`HAL_ADC_PollForConversion()`等待转换完成，最后通过`HAL_ADC_GetValue()`获得ADC转换结果。 4. **电压转换**：由于ADC输出的是数字值，通常需要通过公式转换成实际的电压值。公式通常是根据ADC参考电压和分辨率来确定的。 例如，对于一个12位ADC（值范围为0到4095）和一个3.3V参考电压，计算实际电压的公式如下： ``` 实际电压 = (ADC值 / ADC最大值) * 参考电压 实际电压 = (ADC值 / 4095) * 3.3 ``` ### 应用实例 以文件名称列表中的`ADC-Poll-test`为例子，我们可以假设这是一个使用轮询模式读取ADC值并测试其功能的项目。轮询模式是指程序主动查询ADC是否完成转换，而不是通过中断或DMA（直接内存访问）的方式。 以下是一个简单的代码片段示例，展示如何在STM32CubeMX HAL库环境下实现单通道ADC轮询读取并转换成电压值： ```c #include "main.h" ADC_HandleTypeDef hadc1; void SystemClock_Config(void); static void MX_GPIO_Init(void); static void MX_ADC1_Init(void); int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_ADC1_Init(); HAL_ADC_Start(&hadc1); // 启动ADC while (1) { if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 1000) == HAL_OK) // 等待转换完成 { uint32_t adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); // 读取ADC值 float voltage = (adcValue / 4095.0f) * 3.3f; // 转换为电压值 // 通过某种方式输出电压值，例如使用printf重定向到串口 printf("ADC Voltage: %f V\n", voltage); } HAL_Delay(1000); // 等待一段时间再次读取 } } // ...省略其他初始化函数... ``` 在这个例子中，首先对系统时钟、GPIO和ADC进行初始化。然后在一个无限循环中，程序使用轮询模式来检查ADC是否完成了转换，并获取ADC转换结果。得到的ADC值被转换成电压值并输出到串口。 通过以上步骤和代码示例，可以实现一个简单的基于STM32CubeMX和HAL库的单通道ADC采样和串口输出电压值的功能。在实际应用中，可能还需要考虑ADC精度调整、校准、多种采样模式（如连续采样、单次采样等）以及如何根据应用需求处理电压读数等高级特性。