一、功能

通过PY32Studio可视化配置，实现芯片内部温度传感器（Temperature）、内部参考电压（Vrefint）、1/3的VCC的单次ADC采样，无需外接任何硬件电路，最后通过串口printf实时打印芯片内部结温、内部参考电压、1/3的VCC。

本练习采用单次转换模式，非扫描、非DMA，配置简单、代码轻量化，适合新手学习。

二、硬件

通过USB转TTL模块连接PC与Startkit板, Startkit板与USB转TTL模块的连线方式如下，通过串口将信息发送到串口助手。

三、PY32Studio配置

3.1 创建一个新工程

首先用PY32Studio创建一个F032_ADC1的新工程。

3.2 配置时钟

在芯片视图中，点击时钟视图，在时钟视图中：

• • 选择HSI为时钟源
  • 配置PLL_MUL：x9
  • SYS_SEL：PLL
  • 系统时钟为72MHz.

3.3 配置UART1

配置UART1的参数：

• 激活UART1
• 配置UART1的参数：波特率：115200，停止位：1，数据长度：8位，奇偶校验：无。

3.4 配置ADC的参数

第一步：配置ADC的内部通道：

第二步：配置ADC的参数：

• Scan Conversion Mode：Disable（关闭扫描模式，单次单通道采样）
• Continuous Conversion Mode：Disable（关闭连续转换，单次触发单次采样）
• Discontinuous Conversion Mode：Disable

第三步：配置ADC的转换参数：

第四步：配置ADC的转换时间，转换时间长一点，避免采样波动：

第五步：点击生成工程

四、理解HAL库函数

4.1 py32f032_hal_adc.c

PY32 HAL 库中与ADC相关的核心函数主要分为初始化配置、ADC转换、中断控制、回调函数等几类。以下为核心函数详解及使用示例：

一、 初始化与配置函数

1.使能ADC外设

前提：必须在RCC层配置ADC时钟。

两项时钟配置是强制的：

ADC内核时钟（也可作为转换时钟）

示例：

在 HAL_ADC_MspInit()（推荐位置）或者其他外设时钟配置代码中：

__HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();(必须调用)

ADC时钟源与分频系数，在ADC初始化阶段通过HAL_ADC_Init()的 ClockPrescaler 参数配置。

2. ADC引脚配置

• 使能ADC所用GPIO的时钟

使用宏__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()

• 将ADC引脚配置为模拟模式

使用函数HAL_GPIO_Init()

3. 可选：ADC使用中断场景

• 配置ADC的NVIC中断

使用HAL_NVIC_EnableIRQ(ADCx_IRQn)

• 在对应的中断向量服务函数内调用HAL_ADC_IRQHandler()

4. 可选：ADC使用DMA场景

• 配置DMA（DMA通道、Normal/Circular模式等）

使用HAL_DMA_Init()

• 配置DMA的NVIC中断

使用HAL_NVIC_EnableIRQ(DMAx_Channelx_IRQn)

• 在DMA中断向量函数内调用HAL_ADC_IRQHandler()

二、ADC、规则组、通道参数配置

1. 配置ADC基础参数（分辨率、数据对齐等）和规则组参数（转换触发源、序列器等）

• HAL_ADC_Init()

2. 配置规则组通道参数(通道号、在序列中的Rank序号等)

• HAL_ADC_ConfigChannel()

3. 可选：配置模拟看门狗（监控通道、高低阈值）

• HAL_ADC_AnalogWDGConfig()

三、ADC转换

1. 可选：执行ADC自动校准提升转换精度

使用HAL_ADCEx_Calibration_Start()

2. ADC驱动支持3种工作模式：查询轮询、中断、DMA传输

• 轮询模式（Polling）：
  • 启动ADC并开始转换：HAL_ADC_Start()
  • 等待转换完成：HAL_ADC_PollForConversion()
  • 读取转换结果：HAL_ADC_GetValue()
  • 停止转换，关闭ADC：HAL_ADC_Stop()
• 中断模式（IT）：
  • 启动ADC并开始转换：HAL_ADC_Start_IT()
  • 转换完成触发回调HAL_ADC_ConvCpltCallback()，该函数需要用户自行重写
  • 读取转换结果：HAL_ADC_GetValue()
  • 停止ADC：HAL_ADC_Stop_IT()
• DMA模式：
  • 启动ADC+DMA：HAL_ADC_Start_DMA()
  • 转换完成回调HAL_ADC_ConvCpltCallback()

或DMA半传输回调HAL_ADC_ConvHalfBlockCpltCallback()

回调由用户实现

• • DMA自动把采样结果搬运到目标内存，CPU无需手动读取DR寄存器
  • 停止ADC+DMA：HAL_ADC_Stop_DMA()

四、回调函数

如果启用中断，用户必须重写的回调函数：

• HAL_ADC_ErrorCallback()ADC错误回调
• HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback()模拟看门狗超限回调
• HAL_ADC_ConvCpltCallback()转换完成回调
• HAL_ADC_ConvHalfBlockCpltCallbackDMA半满回调

五、编写应用代码

5.1 应用代码

在PY32Studio生成的代码的基础上，添加以下代码：

首先定义几个全局变量，要把变量放在Private Variables下面的USER CODE段内;

在uart.c文件中加入以下代码：

• 包括“stdio.h”文件：

/* USER CODE BEGIN Includes */ #include "stdio.h" /* USER CODE END Includes */

• 重写fputc函数：

/* USER CODE BEGIN ExternalFunctions */ int fputc(int ch, FILE *f) { HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000); //阻塞式发送，超时时间设为1000（1s） return ch; } /* USER CODE END ExternalFunctions */

在main()函数中

• 在USER CODE BEGIN 1中，加入ADC通道配置的结构体变量。
• 在while（1）循环中，加入以下代码：
  • 配置ADC转换通道
  • 配置ADC转换通道的转换序号
  • 配置ADC转换时间
  • ADC启动ADC转换
  • 等待ADC转换完成
  • 读取ADC转换结果
  • 停止ADC转换
  • 将转换的结果转化为温度值，Vrefint，VCCA/3
  • 打印转换结果。

int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; //定义ADC通道配置的结构体 /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ Studio_RCC_Init(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ Studio_GPIO_Init(); Studio_UART1_Init(); Studio_ADC1_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while(1) { sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR; //配置ADC转换的通道 sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; //配置ADC转换的序号 sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5; //配置ADC转换的时间 if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) //配置ADC的通道参数 { Error_Handler(); } HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC转换 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10); //等待转换完成 adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //读取转换结果 HAL_ADC_Stop(&hadc1); //停止转换 dTemperature = __HAL_ADC_CALC_TEMPERATURE(TEMPSENSOR_CAL_VREFANALOG, adcValue, ADC_RESOLUTION_12B); //通过测量的电压计算温度 printf("Temperature is %d C.\r\n",(int)dTemperature); HAL_Delay(2000); sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_VREFINT; //配置ADC转换的通道 sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; //配置ADC转换的序号 sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5; //配置ADC转换的时间 if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) //配置ADC的通道参数 { Error_Handler(); } HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC转换 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10); //等待转换完成 adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //读取转换结果 HAL_ADC_Stop(&hadc1); //停止转换 Vrefint = adcValue * 0.0008; //计算Vrefint的电压值 = adcValue * VCCA/4096 printf("Vrefint is %.3f V \r\n",Vrefint); HAL_Delay(2000); sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1_3VCCA; //配置ADC转换的通道 sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; //配置ADC转换的序号 sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5; //配置ADC转换的时间 if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) //配置ADC的通道参数 { Error_Handler(); } HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC转换 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10); //等待转换完成 adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //读取转换结果 HAL_ADC_Stop(&hadc1); //停止转换 VCCA3 = adcValue*0.0008; //计算VVCA/3的电压值 = adcValue * VCCA/4096 printf("VCCA/3 is %.3f V. \r\n",VCCA3); HAL_Delay(2000); /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */ }

5.2 设置

在选项卡中，选择安装的编译器版本和Debug类型。

5.3 编译，下载

1. 点击编译图标，开始编译程序；
2. 编译成功后，开始下载程序；
3. 下载成功后，开始调试程序；

5.4调试

点击调试图标，进入调试界面，运行程序，把adcValue、VCCA3、Vrefint、dTemperature四个变量加到Watch1窗口中。在View菜单中，选择Periodic Window Update命令，全速运行代码，观察这几个变量的值。

打开串口助手，选择正确的端口名，波特率，数据位，校验位和停止位，打开串口，开始接收数据。右面的窗口可以显示出从MCU发送过来的数据。Vrefint和VCCA的值都是基于VCCA=3.3V计算得出的。实际测量VCCA的电压为3.36V。

六、总结

本章内容，我们采用单次采样的查询方式，对ADC1内部的3个通道进行轮流采样，计算相应的电压值或温度值，并轮流打印计算结果。整个过程主要步骤如下：

1. 通过PY32Studio配置时钟，UART1, ADC1模块；
2. 在uart.c文件中，包括"stdio.h"头文件，重写fputc函数；
3. 在main.c文件中，定义全局变量并且初始化: adcValue、VCCA3、Vrefint、dTemperature；
4. 在while(1)循环中，调用以下几个函数：
   • HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig)//配置ADC转换参数
   • HAL_ADC_Start(&hadc1);//启动ADC转换
   • HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10);//等待转换完成
   • adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);//读取转换结果
   • HAL_ADC_Stop(&hadc1);
5. 计算温度值或电压值；
6. 打印温度值或者电压值printf("VCCA/3 is %.3f V. \r\n",VCCA3)；
7. 调试代码，在串口助手中观察打印出的变量的值。