- 所需材料
- STM8S103F3P6上的ADC
- 读取STM8S上ADC值并在LCD上显示的电路图
- STM8S103F3P6的ADC库
- STM8S程序读取模拟电压并在LCD上显示
- 使用STM8S从两个电位计读取模拟电压
如果您是遵循STM8S微控制器教程的普通读者，您会知道，在我们的上一教程中，我们学习了如何将16x2 LCD与STM8s接口。现在，在本教程中继续进行操作，我们将学习如何在STM8S103F3P6微控制器上使用ADC功能。ADC是微控制器上非常有用的外围设备，嵌入式编程人员经常使用ADC来测量不断变化的单元，例如不断变化的电压，电流，温度，湿度等。
众所周知，“我们生活在具有数字设备的模拟世界中”，这意味着我们周围的一切（例如风速，光强度，温度）以及我们处理的所有事物（如速度，速度，压力等）本质上都是模拟的。但是我们的微控制器和微处理器是数字设备，如果没有一个称为模数转换器（ADC）的重要外设，它们将无法测量这些参数。因此，在本文中，我们将学习如何在带有COMIC C编译器的STM8S微控制器上使用ADC。
所需材料
在本文中，我们将从两个电位计读取两个模拟电压值，并将其ADC值显示在16x2 LCD显示器上。为此，我们将需要以下组件。
- STM8S103F3P6开发板
- ST-Link V2编程器
- 16x2 LCD
- 电位器
- 连接线
- 1K电阻
STM8S103F3P6上的ADC
ADC有多种类型，每个微控制器都有自己的规格。在STM8S103F3P6上，我们有一个具有5通道和 10位分辨率的ADC 。 分辨率为10位时，我们将能够测量0到1024之间的数字值，而5通道ADC则表明微控制器上有5个引脚可以支持ADC，这5个引脚在下图中突出显示。
如您所见，所有这五个引脚（AIN2，AIN3，AIN4，AIN5和AIN6）都与其他外设复用，这意味着它们不仅可以用作ADC引脚，还可以用于执行其他通信，例如，引脚2和3（AIN5和AIN 6）不仅可以用于ADC，还可以用于串行通信和GPIO功能。请注意，将这三个引脚都不能使用同一引脚，因此，如果我们将这两个引脚用于ADC，则将无法执行串行通信。下表是数据手册中其他重要的STM8S103P36 ADC特性。
在上表中，Vdd表示工作电压，Vss表示接地。因此，在我们开发板上的情况下，我们的微控制器工作在3.3V电压下，您可以从STM8S教程入门中查看开发板电路图。以3.3V作为工作电压，我们的ADC时钟频率可以设置为1至4MHz，转换电压范围为0V至3.3V。这意味着我们的10位ADC在提供0V（Vss）时将读取0，而在提供3.3V（Vdd）时将读取最大值1024。如果需要，我们可以通过更改MCU的工作电压轻松地将其更改为0-5V。
读取STM8S上ADC值并在LCD上显示的电路图
下面给出了该项目中使用的完整电路图，它与我们之前讨论的STM8S LCD教程非常相似。
如您所见，除了LCD之外，仅有的其他组件是两个电位器 POT_1 和 POT_2 。这些电位计连接到端口PC4和PD6，它们是ANI2和ANI6引脚，如前面的引脚图所示。
电位器的连接方式使我们在改变电位器时会在模拟引脚上获得0-5 V的电压。我们将对控制器进行编程，以读取该模拟电压的数字值（0到1024）并将其显示在LCD屏幕上。然后，我们还将计算等效电压值并将其显示在LCD上，请记住我们的控制器由3.3V供电，因此，即使我们向ADC引脚提供5V电压，它也只能读取0V至3.3V的电压。 。
连接完成后，我的硬件如下所示。您可以在右侧看到两个电位器，在左侧看到ST-link编程器。
STM8S103F3P6的ADC库
为了在STM8S上编程ADC功能，我们将使用Cosmic C编译器和SPL库。但是为了简化流程，我制作了另一个头文件，可以在GitHub上找到以下链接。
STM8S103F3P6的ADC库
如果您知道自己在做什么，则可以使用上面的代码创建头文件，并将其添加到项目页面上的“ include files”目录中。否则，请按照STM8S入门指南进行操作，以了解如何设置编程环境和编译器。设置完成后，您的IDE应该具有以下头文件，至少是用红色圈起来的头文件。
上面的头文件包含一个称为 ADC_Read（） 的函数。可以在主程序中调用此函数以获取任意引脚上的ADC值。例如， ADC_Read（AN2） 将作为结果返回引脚AN2上的ADC值。功能如下所示。
无符号整数ADC_Read（ADC_CHANNEL_TypeDef ADC_Channel_Number）{无符号整数结果= 0; ADC1_DeInit（）; ADC1_Init（ADC1_CONVERSIONMODE_CONTINUOUS，ADC_Channel_Number，ADC1_PRESSEL_FCPU_D18，ADC1_EXTTRIG_TIM，DISABLE，ADC1_ALIGN_RIGHT，ADC1_SCHMITTTRIG_ALL，DISABLE）; ADC1_Cmd（ENABLE）; ADC1_StartConversion（）; while（ADC1_GetFlagStatus（ADC1_FLAG_EOC）==假）; 结果= ADC1_GetConversionValue（）; ADC1_ClearFlag（ADC1_FLAG_EOC）; ADC1_DeInit（）;
如您所见，我们可以将八个参数传递给该函数，这定义了ADC的配置方式。在上面的库代码中，我们将转换模式设置为连续，然后通过参数获取通道号。然后，我们必须设置控制器的CPU频率，默认情况下（如果您未连接外部晶体），您的STM8S将与16Mhz内部振荡器一起工作。因此，我们已经提到“ ADC1_PRESSEL_FCPU_D18 ”作为预分频值。在此函数内部，我们正在使用SPL stm8s_adc1.h 头文件定义的其他方法。我们先取消初始化ADC引脚，然后再初始化 ADC1_Init（） 以初始化ADC外设。下面显示了SPL用户手册中此功能的定义。
接下来，我们将使用计时器设置外部触发器，并禁用外部触发器，因为此处将不再使用它。然后我们在右边设置了对齐方式，最后两个参数用于设置施密特触发器，但是在本教程中我们将禁用它。因此，简而言之，我们将使ADC在所需的ADC引脚上以连续转换模式工作，并禁用外部触发和施密特触发器。如果您需要有关如何使用外部触发器或施密特触发器选项的更多信息，可以查看数据表，在本教程中我们不会对此进行讨论。
STM8S程序读取模拟电压并在LCD上显示
在 main.c 文件中使用的完整代码可以在本页底部找到。添加所需的头文件和源文件后，您应该能够直接编译主文件。主文件中的代码说明如下。因为我们已经在上一教程中讨论了STM8S LCD程序，所以我将不对其进行解释。
该代码的目的是从两个引脚读取ADC值并将其转换为电压值。我们还将在LCD上同时显示ADC值和电压值。因此，我使用了一个名为 LCD_Print Var的函数，该函数采用整数格式的变量并将其转换为字符以便在LCD上显示。我们使用了简单的模数（％）和除法（/）运算符从变量中获取每个数字，并放入变量d1，d2，d3和d4，如下所示。然后，我们可以使用 LCD_Print_Char 函数在LCD上显示这些字符。
LCD_Print_Var（int var）{char d4，d3，d2，d1; d4 = var％10 +'0'; d3 =（var / 10）％10 +'0'; d2 =（var / 100）％10 +'0'; d1 =（var / 1000）+'0'; Lcd_Print_Char（d1）; Lcd_Print_Char（d2）; Lcd_Print_Char（d3）; Lcd_Print_Char（d4）; }
接下来在main函数下，我们声明了四个变量。其中两个用于保存ADC值（0至1024），另外两个用于获取实际电压值。
无符号整数ADC_value_1 = 0; 无符号整数ADC_value_2 = 0; 整数ADC_voltage_1 = 0; int ADC_voltage_2 = 0;
接下来，我们必须准备GPIO引脚和时钟配置以读取模拟电压。在这里，我们将从AIN2和AIN6引脚（分别是PC4和PD6引脚）读取模拟电压。我们必须将这些引脚定义为浮动状态，如下所示。我们还将启用ADC的时钟外设。
CLK_PeripheralClockConfig（CLK_PERIPHERAL_ADC，ENABLE）; //为ADC GPIO_Init启用外设时钟（GPIOC，GPIO_PIN_4，GPIO_MODE_IN_FL_IT）; GPIO_Init（GPIOC，GPIO_PIN_4，GPIO_MODE_IN_FL_IT）;
现在引脚已准备就绪，我们必须进入无限while循环以读取模拟电压。由于有了头文件，因此可以使用以下几行轻松地从AIN2和AIN 6引脚读取模拟电压。
ADC_value_1 = ADC_Read（AIN2）; ADC_value_2 = ADC_Read（AIN6）;
下一步是将该ADC读数（0至1023）转换为模拟电压。这样，我们可以显示提供给引脚AIN2和AIN6的确切电压值。计算模拟电压的公式可以由下式给出：
模拟电压= ADC读数*（3300/1023）
在STM8S103F3控制器的情况下，我们有一个分辨率为10位的ADC，因此我们使用 1023（2 ^ 10） 。同样在我们的开发电源上，控制器的3.3V电压为3300，因此在上述公式中我们将3300除以1023。大约3300/1023将给我们3.226，因此在我们的程序中，我们有以下几行代码使用ADC电压来测量实际ADC电压。
ADC_voltage_1 = ADC_value_1 *（3.226）; //（3300/1023 =〜3.226）将ADC值1转换为0到3300mV ADC_voltage_2 = ADC_value_2 *（3.226）; //将ADC值1转换为0到3300mV
该代码的其余部分仅用于在LCD屏幕上显示这四个值。我们也有500毫秒的延迟，因此LCD每500毫秒就会更新一次。如果您需要更快的更新，则可以进一步减少。
使用STM8S从两个电位计读取模拟电压
编译代码并将其上传到开发板。如果遇到任何编译错误，请确保已添加所有头文件和源文件，如前所述。上载代码后，您将看到一条小的欢迎消息，提示“ ADC on STM8S”，然后您将看到以下屏幕。
值D1和D2分别表示来自引脚Ain2和AIN6的ADC值。在右侧，我们还显示了等效电压值。此值应分别等于引脚AIN2和AIN6上出现的电压。我们可以使用万用表进行检查，也可以改变电位器以检查电压值是否也相应地变化。
完整的工作原理也可以在下面的视频中找到。希望您喜欢本教程并学到了一些有用的东西，如果有任何疑问，请将其留在下面的评论部分。您还可以使用我们的论坛来开始讨论或发布其他技术问题。