STM32L1x 温度传感器应用举例

前言

本应用笔记说明了使用 STM32L-DISCOVERY 和 32L152CDISCOVERY 板，实现简单温度测量应用的方法。本文讲解的解决方案使用 STM32L1x 微控制器集成的温度传感器。本文讲解了使用工厂或用户校准，提高温度传感器精度的方法。

演示应用不需要任何额外硬件。当使用相关固件更新 STM32L-DISCOVERY 和32L152CDISCOVERY，并通过连至主机 PC 的 USB 线给板子上电之后，应用即可显示STM32L1x 微控制器的温度。
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+ W; T! Q6 D, N$ Q温度传感器例程代码包含在 STM32L1x 探索固件包中 （STSW-STM32072），可从http://www.st.com 获得。

3 T( r% t, N) p参考文档
, Q$ ~- \& K7 k+ Z6 A• STM32L-DISCOVERY 和 32L152CDISCOVERY 用户手册 （UM1079）
, X8 u1 i: k, N- O' y0 x: u2 L' C• STM32L-DISCOVERY 和 32L152CDISCOVERY 板软件开发工具入门 （UM1451）
& G5 T5 s) m  D- X2 t, N* a• STM32L1x 电流消耗测量和触摸感应演示 （AN3413）
# v2 A8 ~* j# I  G; }* p• 超低功耗 STM32L15xx6/8/B 数据手册
• 超低功耗 STM32L151xC 和 STM32L152xC 数据手册
3 E- X* ]1 X. v+ B/ J• 超低功耗 STM32L151xD 和 STM32L152xD 数据手册
9 H* Q, H6 I, l3 x5 w• 超低功耗 STM32L162xD 数据手册
• STM32L100xx、STM32L151xx、STM32L152xx 和 STM32L162xx 基于 ARM 内核的 32位高级 MCU 参考手册 （RM0038）
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以上文档可从 http://www.st.com 获得。

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1 应用概述

本章说明了温度传感器的工作原理以及如何使用 STM32L-DISCOVERY 或32L152CDISCOVERY 上内置的 STM32L1x 微控制器进行温度测量

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后面会简单说明如何实现示例温度测量应用。

在整个文档中，使用 STM32L1xxDISCOVERY 表示 STM32L-DISCOVERY 或32L152CDISCOVERY 评估套件。

1.1 温度传感器

集成于 STM32L1x 微控制器中的温度传感器可输出与器件芯片结温成正比的模拟电压。

注： 请注意，传感器提供的温度信息为芯片结温 （半导体表面的实际温度），它可能与环境温度不同。若需更详细信息，请参见产品数据手册的 “ 热特性 ” 一节。

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集成的温度传感器提供了较好的线性特性，典型偏差为 ± 1%。其温度范围等于器件的温度范围 （–40 °C 到 85 °C），最大结温为 150 °C。

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传感器的线性很好，但可交换性很差，必须对其校准以得到较好的总体精度。若应用设计为仅测量温度的相对变化，则不需要校准温度传感器。

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1.2 温度测量和数据处理

温度传感器的输出在芯片内部连至 STM32L1x 中 ADC （模数转换器）的通道 16（ADC_IN16）， ADC 通道用于采样和转换温度传感器的输出电压。必须进一步处理原始ADC 数据，以便用标准温度单位显示温度 （摄氏度、华氏度、开氏温度）。

ADC 参考电压 （VDDA = VREF+）连至 STM32L1xxDISCOVERY 板的 3 V VDD 电源。若不知道 VDD 的精确值，则与使用电池工作的应用一样，必须对它测量以得到正确的总体 ADC转换范围 （见下节的详细信息）。

电池供电设备上的温度测量

若器件直接用电池供电，则微控制器的供电电压会有变化。若 ADC 参考电压连至 VDDA，即低引脚数封装器件的连接方式，ADC 转换的值会随电池电压漂移。需要知道供电电压以补偿该电压漂移。可使用芯片的内部电压参考 （VREFINT）来确定实际供电电压 （VDDA）。ADC_IN17 内部参考输入上的 ADC 采样值 （Val_VREFINT）可由下式表示

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精确的芯片内部参考电压 （VREFINT）由 ADC 单独采样，在制造过程期间，将每个器件的对应转换值 （Val_VREFINT_CAL）储存于受保护的存储区，其地址为产品数据手册中规定的VREFINT_CAL。内部参考电压校准数据为 12 位的无符号数 （右对齐，存储于 2 个字节中），由用于参考的 STM32L1x ADC 获取

工厂测量的校准数据总体精度为 ± 5 mV （若需更详细信息，请参考数据手册）。

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我们可使用上式确定实际的 VDDA 电压，如下所示：

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Val_VREFINT VREFINT 212 VREF+ × ⁄ VREFINT 4096 VDDA = = × ⁄VVREF_MEAS VREF+ = = 3V 0.01V ±VDDA 3 Val_VREFINT_CAL Val_VREFINT

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