《STM32H562开发指南 V1.0 》第三十章 内部温度传感器实验

正点原子运营

第三十章 内部温度传感器实验

1）实验平台：正点原子Mini STM32H562开发板

2）章节摘自【正点原子】STM32H562开发指南 V1.0

3）购买链接： https://detail.tmall.com/item.htm?id=753606659612

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32h562_mini.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：414052738





本章，我们将介绍STM32H562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：
30.1 内部温度传感器简介
30.2 硬件设计
30.3 程序设计
30.4 下载验证

30.1 内部温度传感器简介
STM32H562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STM32H5系列来说，该温度传感器在内部和ADC1_INP16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。 STM32H562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。
STM32H562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STM32H562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，启用内部温度传感器。
第二个地方，STM32H562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：

上式中：
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。

30.2 硬件设计

1. 例程功能
通过ADC1的通道16读取STM32H5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 - PB4
2）串口1(PA9/PA10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寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)
4）ADC1通道16
5）内部温度传感器

30.3 程序设计

30.3.1 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_ADC_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。

30.3.2 程序流程图

图30.3.2.1 内部温度传感器实验程序流程图

30.3.3 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头文件只有一个宏定义和一些函数的声明，该宏定义如下：

1. #define ADC_TEMPSENSOR_CHX             ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR

复制代码

ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR就是ADC1通道16连接内部温度传感器的通道16宏定义。我们在定义为ADC_TEMPSENSOR_CHX，可以让大家更容易理解这个宏定义的含义。
下面我们介绍一下adc.c文件的代码，因为我们用到ADC1，所以ADC1初始化函数等代码和单通道ADC采集实验的是一模一样的，就不再列出来了，请参考源码。
这里主要介绍一下获取内部温度传感器温度值函数，函数定义如下：

1. /**
   
2. * @brief       获取内部温度传感器温度值
   
3. * [url=home.php?mod=space&uid=271674]@param[/url]       无
   
4. * @retval      温度值(扩大了100倍,单位:℃.)
   
5. */
   
6. short adc_get_temperature(void)
   
7. {
   
8.     uint32_t adcx;
   
9.     short result;
   
10.     double temperature;
    
11.     float temp = 0;
    
12.     uint16_t ts_cal1, ts_cal2;
    
13. 
    
14.     ts_cal1 = *(volatile uint16_t *)(0x08FFF814);                  /* 获取TS_CAL1 */
    
15.     ts_cal2 = *(volatile uint16_t *)(0x08FFF818);                  /* 获取TS_CAL2 */
    
16.     temp = (float)((110.0 - 30.0) / (ts_cal2 - ts_cal1));          /* 获取比例因子 */
    
17. /* 读取内部温度传感器通道,10次取平均 */
    
18.     adcx = adc_get_result_average(ADC_TEMPSENSOR_CHX, 10);
    
19. 
    
20.     temperature = (float)(temp * (adcx - ts_cal1) + 30);           /* 计算温度 */
    
21. 
    
22.     result = temperature *= 100;                                           /* 扩大100倍. */
    
23.     return result;
    
24. }

复制代码

该函数根据ADC1通道16采集温度传感器返回来的电压值代入30.1小节介绍的公式来计算出当前温度值。

2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     short temp;
   
4. 
   
5.     HAL_Init();                                            /* HAL库初始化 */
   
6.     sys_stm32_clock_init(250, 4, 2, 2);                /* 系统时钟初始化, 250Mhz */
   
7.     delay_init(250);                                       /* 延时初始化 */
   
8.     usart_init(115200);                                   /* 串口初始化 */
   
9.     led_init();                                              /* LED初始化 */
   
10.     lcd_init();                                              /* LCD初始化 */
    
11.     adc_init();                                             /* ADC初始化 */
    
12. 
    
13.     lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
14.     lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "Temperature TEST", RED);
    
15.     lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
16. 
    
17.     lcd_show_string(30, 120, 200, 16, 16, "TEMPERATE: 00.00C", BLUE);
    
18. 
    
19.     while (1)
    
20.     {
    
21. 
    
22.         temp = adc_get_temperature();                  /* 得到温度值 */
    
23. 
    
24.         if (temp < 0)
    
25.         {
    
26.             temp = -temp;
    
27.             lcd_show_string(30 + 10 * 8, 120, 16, 16, 16, "-", BLUE);/* 显示负号 */
    
28.         }
    
29.         else
    
30.         {
    
31.             lcd_show_string(30 + 10 * 8, 120, 16, 16, 16, " ", BLUE);/* 无符号 */
    
32.         }
    
33. /* 显示整数部分 */
    
34.         lcd_show_xnum(30 + 11 * 8, 120, temp / 100, 2, 16, 0, BLUE);
    
35. /* 显示小数部分 */
    
36.         lcd_show_xnum(30 + 14 * 8, 120, temp % 100, 2, 16, 0X80, BLUE);
    
37. 
    
38.         LED0_TOGGLE();                 /* LED0闪烁,提示程序运行 */
    
39.         delay_ms(250);
    
40.     }
    
41. }

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，再显示整数和小数部分。

30.4 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30.4.1所示：

图30.4.1 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）？