玩转X-CTR100 l STM32F4 l ADC 模拟数字转换

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本文介绍X-CTR100控制器 AD转换接口的使用，采集模拟信号及芯片温度。

原理

处理器STM32F407具有3个ADC，12位逐次逼近型，具有19个ADC检测通道，可测量16个外部源、2个内部源和VBAT电压，最大转换速率为2.4MHz。

STM32F4芯片内部具有温度传感器，连接ADC1_IN16通道，通过ADC实现温度采集，温度传感器支持的温度范围-40~125度，精度±1.5℃。

X-CTR100通过扩展接口引出7个ADC采样通道，使用ADC1外设采样，可用于采集各种模拟传感器电压输出信号。

X-CTR100的ADC电源及参考电压VREF+和VDDA接3.3V，VSSA和VREF-接地，输入电压范围0~3.3V，详见原理图。

例程

本例程实现X-CTR100 ADC接口的模拟信号采样功能。

硬件说明

硬件资源：

• 串口UART1
• ADC接口（LJ、LK、LL、LM、LN、LO、LP）
• 辅助ADC模拟源（自备），本文使用摇杆和光敏电阻作为模拟源

硬件连接：

使用MicroUSB数据线连接X-CTR100 COM接口。

ADC接口连接模拟输入源，如下图。

软件生态

X-SOFT软件生态，X-API文件如下。

ax_adc.c——X-CTR100板载ADC接口源文件

ax_adc.h——X-CTR100板载ADC接口头文件

ADC操作函数如下：

void AX_ADC_Init(void); //ADC初始化,包括温度传感器

uint16_t AX_ADC_GetRegData(uint8_t ch); //ADC获取转换数值（寄存器原始值）

float AX_ADC_GetVol(uint8_t ch); //ADC获取转换电压值

uint16_t AX_ADC_GetVol_X1000(uint8_t ch); //ADC获取转换电压值,数值扩大1000倍。例如1.8V输出为1800。

int16_t AX_ADC_GetICTemp_X100(void); //ADC获取片内温度传感器温度值

通道宏定义。

#define
AX_ADC_CH_J ((uint8_t)0x0A)     //对应X-CTR100左边J接口，STM32通道ADC10

#define
AX_ADC_CH_K ((uint8_t)0x0B)     //对应X-CTR100左边K接口，STM32通道ADC11

#define
AX_ADC_CH_L ((uint8_t)0x0C)     //对应X-CTR100左边L接口，STM32通道ADC12

#define
AX_ADC_CH_M ((uint8_t)0x0D)     //对应X-CTR100左边M接口，STM32通道ADC13

#define
AX_ADC_CH_N ((uint8_t)0x0E)     //对应X-CTR100左边N接口，STM32通道ADC14

#define
AX_ADC_CH_O ((uint8_t)0x0F)     //对应X-CTR100左边O接口，STM32通道ADC15

#define
AX_ADC_CH_P ((uint8_t)0x08)     //对应X-CTR100左边P接口，STM32通道ADC8

软件说明

本例程分三步。第一步，采集J通道数据三次，分别调用不同的函数，即显示寄存器值电压、实际电压（浮点型）、扩大1000倍整数电压三种形式。

第二步，采集芯片温度传感器一次。第三步，循环采集7个AD采样通道电压值，采样间隔为1S。

主程序。

int main(void)

{

    //X-CTR100初始化

    AX_Init(115200);

    printf("***X-CTR100 ADC采样例程***\r\n\r\n");

 

    //模块初始化及配置

    AX_ADC_Init();

 

    //X-API测试：采集J通道数据一次

    printf("*采集J通道数据测试 \r\n");

    printf("*通道J寄存器数值：%d \r\n", AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_J));

    printf("*通道J实际电压值：%f \r\n", AX_ADC_GetVol(AX_ADC_CH_J));

    printf("*通道J实际电压值X1000：%d \r\n\r\n", AX_ADC_GetVol_X1000(AX_ADC_CH_J));

 

    //X-API测试：采集控制器芯片温度

    printf("*采集控制器芯片温度测试 \r\n");

    printf("*IC温度值X100：%d \r\n\r\n", AX_ADC_GetICTemp_X100());

 

    //X-API测试：循环采集J-P 7个AD采样通道电压值

    printf("*循环采集7个AD采样通道电压值测试\r\n");

    printf("*注意：如果管脚悬空，采集的数值无实际意义 \r\n");

 

    while (1)

    {

        printf("*J=%d K=%d L=%d M=%d N=%d O=%d P=%d \r\n", AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_J),

            AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_K), AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_L),

            AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_M), AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_N),

            AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_O), AX_ADC_GetRegData(AX_ADC_CH_P));

        AX_Delayms(1000);

    }

}

本程序AX_ADC_Init()函数对GPIO对应7个通道、ADC1及片内温度传感器初始化，完成ADC初始化后，X-API关于ADC相关函数AX_ADC_XXX()均可以使用。

实现效果

运行效果如下图所示。

    

总结

通过本文学习，可以轻松掌握X-CTR100控制器 ADC采样的使用。