实践案例丨利用小熊派开发板获取土壤湿度传感器的 ADC 值

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发布于: 2020 年 09 月 28 日

摘要：一文带你用小熊派开发板动手做土壤湿度传感器。

一、实验准备

1.实验环境

一块 stm32 开发板（推荐使用小熊派），以及数据线
已经安装 STM32CubeMX
已经安装 KeilMDK,并导入 stm32 开发板对应的芯片包（小熊派使用的是 STM32L431RCT6）
准备一个串口调试助手，我使用的是 UartAssist（包含在附件中）
一个土壤湿度传感器模块

2.目标效果

通过 CubeMX 创建工程并配置参数
获取 stm32 以硬件 IIC 获取 SHT20 传感器值（通过 SHT20 数据手册转化）
串口 1 重定向输出土壤湿度值

二、通过 CubeMX 生产 MDK 工程

A.芯片选择

打开 CubeMX,进入芯片选择：

选择自己的 stm32 芯片（即 STM32L431RCT6）：

B.时钟源 RCC 设置

更改系统时钟源

系统时钟默认使用内部的高速时钟（HSI），选择使用 HSE，时钟更精确

设置外部时钟对应的端口

配置时钟树

STM32L431RCT6 系统时钟最大可以为 80MHz，我们配置到最大即可

C.参数配置（对应端口设置）

1）配置 USART1

使用 USART,模式为异步，波特率为 115200，无硬件流控制

2)配置 ADC 通道

知识补充：ADC,模拟-数字转换器，可以将连续变化的模拟信号转化为离散的数字信号。其中，小熊派的 ADC1 的通道三已经被引出，即 PC2

打开 ADC1 通道 3

---

3）配置 adc

我们保持默认即可：

D.工程设置

一些基础的设置，包括工程名、存储位置、工程环境、工程中各个文件的组成

E.生成代码

三、代码补充

1. 串口 1 输出重定向

我们知道 printf 是打印函数，原理是根据传入的字符串参数格式化打印输出到 stdout 中。我们需要让 printf 打印到串口之中，只需要在 usart.c 文件中模仿 printf 写一个输出函数即可

在添加头文件

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
/* USER CODE END 0 */

复制代码

写输出函数

/* USER CODE BEGIN 1 */
void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef *huart, char *fmt,...)
{


    unsigned char UsartPrintfBuf[296];
    va_list ap;
    unsigned char *pStr = UsartPrintfBuf;


    va_start(ap, fmt);
    vsprintf((char *)UsartPrintfBuf, fmt, ap);    //格式化
    va_end(ap);


    while(*pStr != 0)
    {
        USART1->TDR = *pStr++;
        while((USART1->ISR & 0x40)  == 0);
    }
}
//使用方法:UsartPrintf(&huart1,"hello world\r\n");
/* USER CODE END 1 */

复制代码

注意：自己添加的代码，需要在 begin 和 end 之间

2. 读取传感器 ADC 值

我们获取传感器 adc 的值，通过在实验室多次测量不同土壤湿度的 ADC 值，来表示土壤湿润程度

主函数代码

 while (1)  {    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */      HAL_ADC_Start(&hadc1); //开启ADC1      HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,50); //等待ADC转化完成      for(num=0;num<20;num++)      {        AD_Value += HAL_ADC_GetValue(&hadc1);      }      AD_Value = AD_Value/20;  //ADC转换的数据20次的平均值      UsartPrintf(&huart1,"ADC20次获取的平均值值为：%d\r\n",AD_Value);
    Temperature = ((int16_t)(AD_Value-*TEMP30_CAL_ADDR)*1.0/(int16_t)(*TEMP130_CAL_ADDR-*TEMP30_CAL_ADDR))+30;    UsartPrintf(&huart1,"Temperature is %.2f °\r\n",Temperature); //          //UsartPrintf(&huart1,"%d\r\n",*TEMP130_CAL_ADDR);          //UsartPrintf(&huart1,"%d\r\n",*TEMP30_CAL_ADDR);  }