内部温度传感器简介测量的温度位置

内部温度传感器集成在芯片中，测量的是芯片的温度。

8 l% _% E" J. k2 ]9 r

如何测量对应位置的温度？

温度传感器与ADC1_CH16相连，另外ADC1_CH17是与内部参照电压VREF+相连，因此我们可以通过ADC1的第16路通道测量芯片温度实时对应的电压转换得来的数字量，也可以通过ADC1的第17路通道测量内部参照电压对应的数字量。

+ B8 u5 y6 v& p. b) f

我们知道STM32的ADC转换DATA是12Bits的，因此输入电压(小于3.3V大于0V)ADC转换为数字量的值为“大于0小于4096”。

我们由“T-V关系图”，“V的数字量”和“ADC量程”，可以得知“此时的温度”。

内部传感器配置注意事项

① 读取内部温度传感器数据的周期应大于17.1us；

② 内部温度传感器的温度测量误差约为1.5℃，因此内部温度传感器更适合于检测温度的变化，而不是测量绝对的温度。如果需要测量精确的温 度，应该使用一个外置的温度传感器。

, E0 d" Z, i. x1 W# e, c

' ~$ N4 a. _' S5 o

内部温度传感器配置流程

8 X3 _/ C6 W- z, W" x8 @0 T

所属函数位置	执行步骤
ADCx的初始化函数	使能相应总线上(APB1或者APB2)ADCx与GPIOx的外设时钟
	配置GPIOx口中ADCx对应的引脚为模拟输入模式(ADC外设对应的GPIO模式)
	将ADCx复位为缺省值(就是将ADCx的所有设过的属性全部重设为默认值)
	设置ADCx时钟分频
	将ADCx的校准寄存器恢复为默认值(此时应用对应的标志位来判断此步过程是否完成，如果完成再执行下一步)
	将ADCx的校准寄存器初始化，开始校准(此时应用对应的标志位来判断此步过程是否完成，如果完成再执行下一步)
	使能ADC1_CH16对应的内部温度传感器
	使能ADCx外设
ADCx_CHy通道数值读取函数	配置ADCx_CHy(ADCx对应的y通道)的转换序号与转换周期
	启动ADCx_CHy继续转换(此时应用对应标志位判断ADCx外设所有通道是否转换完成)
	读取ADCx_CHy通道的数字量的值
ADCx_CHy通道读取的数据的后期处理函数	对n次读取的数据进行取平均值处理
温度与电压数字量之间的转换函数	用温度与电压数字量之间的对应关系进行转换

内部温度传感器实验代码解析ADC初始化代码
! o3 R- V+ l( x/ E/ T1 H

1. 
   
2. void ADC_InitConfig()  
   
3. {  
   
4.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
   
5.       
   
6.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  
   , l- i3 X' P7 G$ a' D; x0 P
7.       
   2 N( T9 l* d: G$ ~0 l
8.     ADC_DeInit(ADC1);  
   
9.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);  
   
10.       
    
11.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;  
    
12.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;  
    . `7 T1 }9 b8 \5 R- Z
13.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  
    ; b1 t1 U# k" m  s6 p
14.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  
    " i# C8 a: ?$ U
15.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 定义规则通道的长度  
    
16.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  
    
17.     ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);  
    1 e( [: d  B6 }! v* h. P$ P& g7 T
18.       
    " q- p9 t& p' ]# J- a8 y& C. G
19.     ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器  
    
20.       
    , Q: u4 }* q9 ]
21.     ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1  
    
22.       
      C2 j3 T. T9 b4 m5 V
23.     ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
    
24.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
    $ s" |7 c4 h+ N( k5 D7 [, n
25.       
    
26.     ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
    4 t" s  X6 ^* X( ?4 e
27.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  
    
28.       
    
29.     delay_init();  
    , I( Z5 [* C4 s' d4 U) u1 `9 M/ _
30. }  

复制代码

我们应该注意到：ADC1_CH16连接着内部温度传感器，不用初始化具体的GPIO口引脚，只需要将寄存器的相应位使能即可：

! M9 n4 L  L, W0 G, H0 ^

我们有些同学在用如下“等待”代码的时候有些疑问：

4 |! p" R; C/ l. D: ~

1. 
   3 W8 l; n' J. Y2 K- N& @
2. ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
   
3. while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
   
4.   
   
5. ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
   ( q! I. e+ x3 S1 {4 `
6. while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

复制代码

我们用while循环为ADC外设提供执行任务所需的等待时间，但是我们一对比如下while代码，就有点懵了：

4 b6 u2 o3 f1 z8 M+ A- ?% o

1. 
   
2. ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
   
3.   
   " [5 f4 [; z. o( @
4. while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

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# _2 l8 A- B) Y( b) |

在while循环中，应该“取非”？这个是个让人不解的问题。

我们此时应该看寄存器，看寄存器中位与状态的对应关系：

ADC1复位校准功能与ADC1执行校准功能分别对应“ADC控制寄存器 2(ADC_CR2)”对应的如下两个位：

) S0 O! c* B1 |2 A; m- P6 u

' i/ I3 x% m. U" X4 `

) p  W8 I% D* _( b9 C

我们看到上图，可以得到如下结论：

功能	状态	位标志
检验ADC校准功能复位状态(完成/进行中)	复位执行中	1(SET)
	复位完成(复位指令执行完毕)	0(RESET)
检验执行ADC校准功能的状态(完成/进行中)	正在开始执行ADC校准功能	1(SET)
	ADC校准功能执行完毕	0(RESET)

% n4 o' @! u2 P& N* ^) q' ~

此外，ADC_SR状态寄存器中的标志位EOC位代表着“ADC转换工作是否结束”：

功能	状态	位标志
查看ADC转换是否结束	ADC转换结束	1(SET)
	ADC转换完成	0(RESET)

8 Z% x0 O/ ?: w5 A, O+ B) cDC转换函数
8 B% k# F+ B7 q1 D4 |( B
8 Z. N" L! R" v

1. 
   8 M$ X) k7 L" K% p; v5 p9 h
2. u16 ADC_GetValue()  
   : U( _- b- ~5 z. w
3. {     
   
4.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  //ADC1,ADC通道3,第一个转换,采样时间为239.5周期                     
   1 b4 K! t  l" {: R
5.    
   1 D+ k3 o& P( H- `+ B- w5 V
6.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
   5 O+ q0 {! S4 G" s- X
7.       
   
8.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束  
   
9.       
   ( q" {% e+ O$ {: ?/ Q
10.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);    //返回最近一次ADC1规则组的转换结果  
    
11. }

复制代码

! ]9 x. v) {7 _* h; T( s, v' a

注意：我们一定要在读取ADC通道转换值得函数中去执行：

3 L  k) O% }: q$ b/ @

1. ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
     C9 h: j2 M) n5 g) X) w2 n
2.       
   ) b4 S$ r6 }1 \8 l9 }
3. while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

复制代码

我们初始化时只想初始化ADCx设备的属性，而函数“ADC_SoftwareStartConvCmd”得功能是根据ADCx各个引脚的属性启动ADCx外设进行转换操作。显然，初始化时不应进行获取转换值得操作。

多次读取取平均函数

1. 
   
2. //获取通道ch的转换值  
     r9 @9 ^  t5 v5 t# s
3. //取times次,然后平均  
   ! e% |1 J) @5 \% F
4. u16 T_Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)  
   / S: G* l) R* m) h  o2 Q
5. {  
   
6.     u32 temp_val=0;  
   
7.     u8 t;  
   
8.     for(t=0;t<times;t++)  
   8 [, c/ b& N( y4 {  `7 |. R- h
9.     {  
   5 \* a' Y8 _/ |3 \- S2 E. D
10.         temp_val+=T_Get_Adc(ch);  
    & g% ?7 ~  h( w7 P! q7 o" z$ }5 E
11.         delay_ms(5);  
    3 P  d% p  i6 g& R
12.     }  
    
13.     return temp_val/times;  
    
14. }

复制代码

4 }4 ]6 I2 ^; U2 G3 A

ADC转换的数字量转换为所需温度的函数
5 k# }& }5 F% ]3 P

, M/ F: R  \# t; c- T

1. 
   
2. //得到温度值  
   8 w7 Q) K; E" B: k+ O& \: k" M
3. //返回值:温度值(扩大了100倍,单位:℃.)  
   
4. short Get_Temprate(void)    //获取内部温度传感器温度值  
   7 S/ w( w  w/ V. M. e1 k" C
5. {  
   
6.     u32 adcx;  
   : x& F" |  D, A) M6 ?3 c) c' V
7.     short result;  
   % i0 g1 C: w$ G
8.     double temperate;  
   
9.     adcx=T_Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20);  //读取通道16,20次取平均  
   
10.     temperate=(float)adcx*(3.3/4096);       //电压值   
    - h# ]2 ?+ v" u3 i" R. T3 x
11.     temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25;   //转换为温度值      
    
12.     result=temperate*=100;                  //扩大100倍.  
    - f1 f9 l2 |  l) u& e9 f
13.     return result;  
    
14. }
    

复制代码

总体代码示例TempSensor.c

1 S& W" [) R4 t7 e/ i: Q: \

1. 
   
2. #include "TempSensor.h"  
   
3. #include "stm32f10x.h"  
   $ e+ l8 L3 S5 B7 Y' h
4. #include "delay.h"  
   7 Z; y5 T2 x/ n* N" E4 k6 h
5.   
   ; S! C9 D2 J8 K1 n" `
6. void ADC_InitConfig()  
   
7. {  
   
8.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;  
   . T4 t- [5 v* D" u2 x0 w  \
9.       
   % g. s* H1 i3 u1 O. I! p4 A
10.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);  
    
11.       
    0 j9 o! ?' \# _0 @9 t
12.     ADC_DeInit(ADC1);  
    
13.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);  
    
14.       
    
15.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;  
    8 Q6 ~6 ~4 S) K- C* Q
16.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Left;  
    
17.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;  
    
18.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  
    ( S; O* J4 _, U+ {
19.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 定义规则通道的长度  
    : X2 O6 Y: D4 t# ^* ~/ J
20.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;  
    
21.     ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);  
    
22.       
    
23.     ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能内部温度传感器  
    - u9 o) l- @( x; A' d, Q3 ~- i
24.       
    
25.     ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // 使能ADC1  
    8 f, P% j1 r( O; S0 ~2 P. S
26.       
    ' j$ t6 c0 ^+ r" ]1 x. v& c
27.     ADC_ResetCalibration(ADC1); // 开始ADC1的校准寄存器复位  
    # J% V/ x1 Z+ w' c. [
28.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));  
    
29.       
    
30.     ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始ADC1的自动校准功能  
    # }4 i' z) E" R8 ^
31.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  
    
32.       
    
33.     delay_init();  
    + w3 S) V1 b! B' @
34. }  
    
35.   
    . p& {+ t; u& b, M( J9 N2 ^
36. u16 ADC_GetValue()  
    * Z: r0 C" I$ \+ X+ p
37. {     
    
38.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );  //ADC1,ADC通道3,第一个转换,采样时间为239.5周期                     
    1 Q; z( n& V+ u" w
39.    
    
40.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);     //使能指定的ADC1的软件转换启动功能  
    3 k! }" T3 O5 E' e" z; h6 Y
41.       
    . ~1 B0 ?* e" X- r! p, C
42.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束  
    
43.       
    
44.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);    //返回最近一次ADC1规则组的转换结果  
    
45. }  
    
46.   
    
47. u16 ADC_GetAverageValue()  
    4 R2 `0 ]$ K: z( O% [
48. {  
    
49.     u8 i = 0;  
    
50.     u16 temp = 0;  
    7 h& D  E. A! `
51.       
    5 z, r: D1 i/ }  a& f
52.     for(;i<5;i++)  
    2 d( _$ Z' D; w$ i
53.     {  
    
54.         temp += ADC_GetValue();  
    % B" V7 l- R; @- ~% ]( b2 ]
55.         delay_ms(5);  
    . X. a- Z) i' |
56.     }  
    
57.     return temp/5;  
    
58. }  
    
59.   
    
60. u16 DigitalValueConversion()  
    
61. {  
    
62.     float temp = ADC_GetAverageValue();  
    
63.     return ((1.43-3.3*(temp/4096))/0.043+25)*100;  
    
64. }

复制代码

5 t; ~7 T1 P( q  x$ N

. L, M! [, G8 ~+ Z: H( s* e$ PTempSensor.h

1. 
     i; ]+ v/ M9 C8 H9 I
2. #ifndef _TEMPSENSOR_H  
   
3. #define _TEMPSENSOR_H  
   
4.   
   0 a4 a/ i4 U: ~
5. #include "sys.h"  
   8 \" W& I  H1 S/ v4 Q
6.   
   
7. void ADC_InitConfig();  
   
8. u16 ADC_GetValue();  
   ' k5 j# U' D8 ~; S
9. u16 ADC_GetAverageValue();  
   
10. u16 DigitalValueConversion();  
    
11.   
    
12. #endif

复制代码

3 {0 {! y& a7 R0 hMain.c

1 J7 K" N) T" l0 V" R; \

1. #include "TempSensor.h"  
   8 J7 A8 {% g9 d$ V( }
2. #include "stm32f10x.h"  
   
3. #include "usart.h"  
   , t1 w( }2 i2 a+ ~# Z4 `0 p; l- p
4. #include "delay.h"  
   
5. #include "lcd.h"  
   
6.   
   
7. int main()  
   
8. {  
   
9.     u16 temp = 0;  
   + @6 o! X' r6 s+ \( k8 d0 K3 Q
10.       
    
11.     ADC_InitConfig();  
    
12.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  
    7 R. I2 H" L% B, z0 y9 H
13.     uart_init(115200);  
    " B2 }/ G5 L& r6 I, D
14.     delay_init();  
    : N6 Q/ Y5 {% o$ b5 ~
15.     LCD_Init();  
    ) \3 R* q" U9 [, g
16.     LCD_Clear(BLUE);  
    
17.       
    & m1 R' {% `/ F; D- h1 G- h) P
18.     temp = DigitalValueConversion();  
    ) D2 B/ u0 y8 v7 l. D: x1 W
19.       
    0 N( E. O' G: u: p& ]" K
20.     POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色   
    
21.     LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");      
    * Q+ Q. f: t1 [2 U2 Q3 i6 u
22.     LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"Temperature TEST");   
    
23.     LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");  
    
24.     LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/14");  
    & T( ?! T( q) p8 E2 w& [0 E
25.     LCD_ShowString(30,140,200,16,16,"TEMPERATE: 00.00C");  
    ! l- w, S! `. R: Q) i
26.       
    
27.     while(1)  
    3 o/ z2 K4 }5 Z
28.     {  
    % _$ f: i$ m$ a- a1 W- w3 F( h) a
29.         temp = DigitalValueConversion();  
    0 L; Y# N- j" Y) @* W: f$ I! V* S& ^
30.         LCD_ShowNum(30+11*8,140,temp/100,2,16);  
    1 u* O8 F4 _' k; Z6 w" W
31.         LCD_ShowNum(30+14*8,140,temp%100,2,16);  
    
32.         delay_ms(150);  
    
33.     }  
    
34. }

复制代码

程序运行结果
" \  W; }) S# ]$ R



1 i3 t. }/ l: s8 B8 `+ N* }

温度检测非常重要