《STM32H7R7开发指南 V1.1 》第三十四章 内部温度传感器实验

正点原子运营

第三十四章 内部温度传感器实验

1）实验平台：正点原子STM32H7R7开发板

2）章节摘自【正点原子】STM32H7R7开发指南 V1.1

3）购买链接： https://detail.tmall.com/item.htm?id=820823382459

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32h7rx.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32开发板技术交流群：756580169





本章，我们将介绍STM32H7R7的内部温度传感器并使用它来读取温度值，然后在LCD模块上显示出来。
本章分为如下几个小节：
34.1 内部温度传感器简介
34.2 硬件设计
34.3 程序设计
34.4 下载验证

34.1 内部温度传感器简介
STM32H7R7有一个内部的温度传感器，可以用来测量CPU及周围的温度(TA)。对于STM32H7系列来说，该温度传感器在内部和ADC1_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压转换成数字值。STM32H7R7的内部温度传感器支持的温度范围为：-40~125度。精度为±3℃左右。
STM32H7R7内部温度传感器的使用很简单，只要设置一下内部ADC，并激活其内部温度传感器通道就差不多了。关于ADC的设置，我们在上一章已经进行了详细的介绍，这里就不再多说。接下来我们介绍一下和温度传感器设置相关的两个地方。
第一个地方，我们要使用STM32H7R7的内部温度传感器，必须先激活ADC的内部通道，这里通过ADC_CCR的TSEN位（bit23）设置。设置该位为1则启用内部温度传感器。
第二个地方，STM32H7R7L8H6H的内部温度传感器固定的连接在ADC1的通道16上，所以，我们在设置好ADC1之后只要读取通道16的值，就是温度传感器返回来的电压值了。根据这个值，我们就可以计算出当前温度。计算公式如下：

式子中：
TS_CAL1 是温度传感器在30℃时的校准值，固定保存在芯片内部的：0x08FFF814 ~ 0x08FFF815这两个地址（16位）。
TS_CAL2 是温度传感器在110℃时的校准值，固定保存在芯片内部的：0x08FFF818 ~ 0x08FFF819这两个地址（16位）。
TS_DATA：ADC1通道16读取到的当前温度传感器转换值。
利用以上公式，我们就可以方便的计算出当前温度传感器的温度了。

34.2 硬件设计

1. 例程功能
通过ADC1的通道16读取STM32H7R7内部温度传感器的电压值，并将其转换为温度值，显示在TFTLCD屏上。LED0闪烁用于提示程序正在运行。

2. 硬件资源
1）LED灯
       LED0: LED0 – PD14
2）串口1(PB14/PB15连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
3）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(包括MCU屏和RGB屏,都支持)
4）ADC1 通道16
5）内部温度传感器

34.3 程序设计

34.3.1 ADC的HAL库驱动
本实验用到的ADC的HAL库API函数前面都介绍过，具体调用情况请看程序解析部分。下面介绍读取内部温度传感器ADC值的配置步骤。
读取内部温度传感器ADC值配置步骤
1）开启ADC时钟
通过__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE函数开启ADC1的时钟。
2）设置ADC1，开启内部温度传感器
调用HAL_ADC_Init函数来设置ADC1时钟分频系数、分辨率、模式、扫描方式、对齐方式等信息。
注意：该函数会调用：HAL_ADC_MspInit回调函数来完成对ADC底层的初始化，包括：ADC1时钟使能、ADC1时钟源的选择等。
3）配置ADC通道并启动AD转换器
调用HAL_ADC_ConfigChannel()函数配置ADC1通道16，根据需求设置通道、序列、采样时间和校准配置单端输入模式或差分输入模式等。然后通过HAL_ADC_Start函数启动AD转换器。
4）读取ADC值，计算温度
这里选择查询方式读取，在读取ADC值之前需要调用HAL_ADC_PollForConversion等待上一次转换结束。然后就可以通过HAL_ADC_GetValue来读取ADC值。最后根据上面介绍的公式计算出温度传感器的温度值。

34.3.2 程序解析

1. adc驱动代码
这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。ADC驱动源码包括两个文件：adc.c和adc.h。
adc.h头文件只有一些函数的声明，我们直接看adc.c：
ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR就是ADC1通道16连接内部温度传感器的宏定义。
下面我们直接看ADC初始化函数，其定义如下：

1. /**
   
2. * @brief   初始化ADC
   
3. * [url=home.php?mod=space&uid=271674]@param[/url]   无
   
4. * @retval  无
   
5. */
   
6. void adc_init(void)
   
7. {
   
8.     /* 初始化ADC */
   
9.     g_adc_handle.Instance = ADC1;
   
10. g_adc_handle.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV8;      
    
11. /* 时钟源和预分频系数 */
    
12.     g_adc_handle.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;       /* 分辨率 */
    
13.     g_adc_handle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;       /* 数据对齐 */
    
14.     g_adc_handle.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;       /* 扫描转换模式 */
    
15.     g_adc_handle.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;    /* EOC */
    
16.     g_adc_handle.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;            /* 低功耗自动延迟 */
    
17.     g_adc_handle.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;          /* 连续转换模式 */
    
18.     g_adc_handle.Init.NbrOfConversion = 1;          /* 连续转换模式下的转换数量 */
    
19.     g_adc_handle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;       /* 非连续转换模式 */
    
20.     g_adc_handle.Init.NbrOfDiscConversion = 1;      /* 非连续转换模式下的转换数量 */
    
21. g_adc_handle.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;               
    
22. /* 规则组转换外部触发源 */
    
23. g_adc_handle.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    
24. /* 规则组转换外部触发源的有效沿 */
    
25. g_adc_handle.Init.SamplingMode = ADC_SAMPLING_MODE_NORMAL;              
    
26. /* 采样模式 */
    
27. g_adc_handle.Init.ConversionDataManagement = ADC_CONVERSIONDATA_DR;   
    
28. /* 管理转换数据 */
    
29.     g_adc_handle.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_OVERWRITTEN;    /* 溢出行为 */
    
30.     g_adc_handle.Init.OversamplingMode = DISABLE;            /* 过采样模式 */
    
31.     HAL_ADC_Init(&g_adc_handle);
    
32.    
    
33.     /* ADC自动自校准 */
    
34.     HAL_ADCEx_Calibration_Start(&g_adc_handle, ADC_SINGLE_ENDED);
    
35. }
    
36. 
    

复制代码

该函数调用adc_init函数配置了ADC的基础功能参数，我们对内部温度传感器的初始化步骤与普通ADC类似。
下面是获得ADC转换后的结果函数，其定义如下：

1. /**
   
2. * @brief   获取内部温度传感器结果
   
3. * @param   无
   
4. * @retval  温度值（单位：摄氏度）
   
5. */
   
6. int32_t adc_get_temperature(void)
   
7. {
   
8. /* HAL库中TEMPSENSOR_CAL1_ADDR和TEMPSENSOR_CAL2_ADDR的定义有误 */
   
9. #ifdef TEMPSENSOR_CAL1_ADDR
   
10.     #undef TEMPSENSOR_CAL1_ADDR
    
11.     #define TEMPSENSOR_CAL1_ADDR ((uint16_t*)(0x08FFF814UL))
    
12. #endif
    
13. #ifdef TEMPSENSOR_CAL2_ADDR
    
14.     #undef TEMPSENSOR_CAL2_ADDR
    
15.     #define TEMPSENSOR_CAL2_ADDR ((uint16_t*)(0x08FFF818UL))
    
16. #endif
    
17.    
    
18.     uint32_t result;
    
19.    
    
20.     result = adc_get_result_average(ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR, 10);
    
21. return __HAL_ADC_CALC_TEMPERATURE(VREFINT_CAL_VREF, result,
    
22. ADC_RESOLUTION_12B);
    
23. }

复制代码

该函数先是调用adc_get_result_average函数取获取通道ch的转换值，然后通过温度转换公式，返回温度值。

2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     int32_t temperature;
   
4.    
   
5.     sys_mpu_config();                   /* 配置MPU */
   
6.     sys_cache_enable();                 /* 使能Cache */
   
7.     HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
   
8.     sys_stm32_clock_init(300, 6, 2);    /* 配置时钟，600MHz */
   
9.     delay_init(600);                    /* 初始化延时 */
   
10.     usart_init(115200);                 /* 初始化串口 */
    
11.     led_init();                         /* 初始化LED */
    
12.     hyperram_init();                    /* 初始化HyperRAM */
    
13.     lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    
14.     adc_init();                         /* 初始化ADC */
    
15.    
    
16.     lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
17.     lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "Temperature TEST", RED);
    
18.     lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
19.     lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "TEMPERATE: 00C", BLUE);
    
20.    
    
21.     while (1)
    
22.     {
    
23.         /* 获取内部温度传感器结果 */
    
24.         temperature = adc_get_temperature();
    
25.         printf("0x%08X\r\n", temperature);
    
26.         
    
27.         /* 显示温度 */
    
28.         if (temperature < 0)
    
29.         {
    
30.             temperature = -temperature;
    
31.             lcd_show_string(30 + 10 * 8, 110, 16, 16, 16, "-", BLUE);
    
32.         }
    
33.         else
    
34.         {
    
35.             lcd_show_string(30 + 10 * 8, 110, 16, 16, 16, " ", BLUE);
    
36.         }
    
37.         lcd_show_xnum(30 + 11 * 8, 110, temperature, 2, 16, 0, BLUE);
    
38.         
    
39.         LED0_TOGGLE();
    
40.         
    
41.         delay_ms(100);
    
42.     }
    
43. }

复制代码

该部分的代码逻辑很简单，先是得到温度值，再根据温度值判断正负值，来显示温度符号，再显示温度值。

34.4 下载验证
将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示的内容如图34.4.1所示：

图34.4.1 内部温度传感器实验测试图

大家可以看看你的温度值与实际是否相符合（因为芯片会发热，所以一般会比实际温度偏高）

MetaBJ

学习一下，感谢分享