代码收藏家技术教程 2024-03-12

使用STM32的ADC实现风速传感器

0 说明

1 传感器介绍

2 代码说明

2.1 ADC.c

2.2 adc.h

2.3 main.c

0 说明

本篇文章主要是说明怎么使用STM32单片机读取风速传感器采集到的数据，读取方式是ADC，并且附带着STM32所需要的全部代码，所使用的风速传感器如下图所示。

附：使用单片机STM32f103系列

1 传感器介绍

该风速传感器使用优质ABS材质、硬度高、柔韧度好、抗压、抗腐蚀、使用寿命长。传感器采用海洋军用的高精度测量风速传感器，与传统产品相比，具有更高精度；是建筑机械、铁路、港口、码头、风力发电、光伏发电、电厂、气象、索道、环境、温室、养殖等领域不可缺少的风速检测装置。用它可以实现设备风速指示数字化及自动化，是相关设备不可缺少的风速检测设备。

本风速传感器采用小型直流有刷电机与三杯式旋转风杯组装而成，其工作原理为，当环境有水平流动风时，旋转风杯能够产生旋转，并带动小型电机产生电压，其电压与旋转速度基本成正比。利用此信号电压，可以对环境风速进行测量。风速传感器输出电压信号和风速的计算公式如下:

$F=0.027\times V$

2 代码说明

代码主要包括主函数（main.c）、ADC初始化函数(adc.c)函数

2.1 ADC.c

ADC的初始化都差不多，需要注意的是ADC的采集函数

这里采用ADC1通道的PA5进行采集信息

// adc.c
#include "stm32f10x.h"    
#include "delay.h"	   

//初始化ADC                           									   
void Adc_Init(void)
{    
	GPIO_InitTypeDef      GPIO_InitStructure;                            
	ADC_InitTypeDef       ADC_InitStructure;                            

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );	              //使能GPIOA通道时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );	              //使能ADC1通道时钟
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);                                      //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;                            //准备设置PA5
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;		                   //模拟输入引脚
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                 //设置PA5
    	
	ADC_DeInit(ADC1);                                                      //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值

	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	                   //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;	                       //模数转换工作在单通道模式
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;	                   //模数转换工作在单次转换模式
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	   //转换由软件而不是外部触发启动
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	               //ADC数据右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;	                               //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);                                    //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   
 
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);	                                               //使能指定的ADC1	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);	                                           //使能复位校准  	 
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));                     	   //等待复位校准结束	
	ADC_StartCalibration(ADC1);	                                           //开启AD校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));	                               //等待校准结束
}

//获得采集结果
int Get_Adc(int ch)   
{	
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );	//ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期	  			    
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);		                        //使能指定的ADC1的软件转换启动功能	
	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));                     //等待转换结束
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);	                            //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}

// 多次得到采集结果并求平均值
int Get_Adc_Average(int ch,int times)
{
	int temp_val=0;
	char t;
	
	for(t=0;t<times;t++)             //循环读取times次
	{
		temp_val+=Get_Adc(ch);       //计算总值
		Delay_Ms(5);                 //延时
	}
	return temp_val/times;           //返回平均值
}

2.2 adc.h

adc.h是根据adc.c的需要进行写的，两个对应就行

// adc.h
#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H	
							   
void Adc_Init(void); 				  //初始化ADC
int Get_Adc(int ch) ; 				  //获得ADC结果 
int Get_Adc_Average(int ch,int times);//平均多次ADC结果，提高精度

#endif

2.3 main.c

主函数里面主要就是进行函数的初始化和调用

#include "stm32f10x.h"  
#include "main.h"       
#include "delay.h"       
#include "usart1.h"     // 串口是为了调试方便，可以自己写个串口程序
#include "adc.h"       

int main(void) 
{
	int  i;                 //用于for循环
	float wind,twind;         //接收风速数据
		
	Delay_Init();           //延时功能初始化              
	Usart1_Init(9600);      //串口1功能初始化，波特率9600
	Adc_Init();             //ADC初始化
	
	while(1)                //主循环
	{		
		wind = (float)(Get_Adc_Average(5,20))*(3.3/4096);
		twind = 27*wind;
		u1_printf("twind：%.2f m/s\r\n",twind);
		Delay_Ms(1000);                                                   //延时
	}
}

作者：B or D