《ATK-DFPGL22G之FPGA开发指南_V1.0》 第三十六章

正点原子

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第三十六章 内部温度传感器实验

本章介绍使用ADC采集APM32E103内部温度传感器输出的电压值，并根据该电压值计算出APM32E103芯片的大致温度。通过本章的学习，读者将学习到ADC、内部温度传感器的使用。
本章分为如下几个小节：
36.1 硬件设计
36.2 程序设计
36.3 下载验证


36.1 硬件设计
36.1.1 例程功能
1. ADC1采集通道16上的电压，即内部温度传感器输出的电压，将其转换为温度值后，显示在LCD上
2. LED0闪烁，指示程序正在运行
36.1.2 硬件资源
1. LED
        LED0 - PB5
2. 正点原子 2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块（仅限MCU屏，16位8080并口驱动）
3. ADC1
        通道16
4. 内部温度传感器
36.1.3 原理图
本章实验使用的内部温度传感器为APM32E103的片上资源，因此没有对应的连接原理图。
36.2 程序设计
36.2.1 Geehy标准库的ADC驱动
本章实验与第三十三章“单通道ADC采集实验”十分相似，第三十五章实验中使用ADC1的通道1采集PA1引脚上的电压，而本章实验是使用ADC1的通道16采集APM32E103片内温度传感器的输出电压，因此大部分的内容都是相似的，以及操作ADC的方式都一样，因此请见第33.2.1小节中Geehy标准库的ADC驱动的相关内容。
36.2.2 ADC驱动
本章实验的ADC驱动主要负责向应用层提供ADC的初始化以及获取内部温度传感器温度的函数。本章实验中，ADC的驱动代码包括adc.c和adc.h两个文件。
因为本章实验的ADC驱动与第三十五章“单通道ADC采集实验”的ADC驱动代码十分相似，因此请参考第33.2.2小节ADC驱动的相关内容，本小节仅讲解获取内部温度传感器温度的函数，如下所示：
/**
* @brief       获取内部温度传感器温度值
* @param       无
* @retval      温度值(扩大了100倍,单位:℃)
*/
int16_t adc_get_temperature(void)
{
    uint16_t adcx;
    int16_t result;
    double temperature;
   
/* 读取内部温度传感器通道,10次取平均 */
    adcx = adc_get_result_average(ADC_TEMPSENSOR_CHX, 20);
    temperature = (double)adcx * (3.3 / 4095);       /* 转化为电压值 */
    temperature = (1.43 - temperature) / 0.0043 + 25;/* 计算温度 */
    result = temperature *= 100;                     /* 扩大100倍. */
   
    return result;
}
从上面的代码中可以看到，在获取温度传感器的输出电压后，需要将电压值转换为实际的温度值，转换公式涉及内部温度传感器的物理特性，由芯片的设计厂家给出。
36.2.3 实验应用代码
本章实验的应用代码，如下所示：
int main(void)
{
    int16_t temp;
   
    NVIC_ConfigPriorityGroup(NVIC_PRIORITY_GROUP_4); /* 设置中断优先级分组为组4 */
    sys_apm32_clock_init(15);                        /* 配置系统时钟 */
    delay_init(120);                                 /* 初始化延时功能 */
    usart_init(115200);                              /* 初始化串口 */
    led_init();                                      /* 初始化LED */
    lcd_init();                                      /* 初始化LCD */
    adc_init();                                      /* 初始化ADC */
   
    lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "APM32", RED);
    lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "Temperature TEST", RED);
    lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 120, 200, 16, 16, "TEMPERATE: 00.00C", BLUE);
   
    while (1)
    {
        temp = adc_get_temperature();                /* 得到温度值 */
        
        if (temp < 0)
        {
            temp = -temp;
/* 显示负号 */
            lcd_show_string(30 + 10 * 8, 120, 16, 16, 16, "-", BLUE);
        }
        else
        {
/* 无符号 */
            lcd_show_string(30 + 10 * 8, 120, 16, 16, 16, " ", BLUE);
        }
/* 显示整数部分 */
        lcd_show_xnum(30 + 11 * 8, 120, temp / 100, 2, 16, 0, BLUE);
/* 显示小数部分 */   
        lcd_show_xnum(30 + 14 * 8, 120, temp % 100, 2, 16, 0x80, BLUE);
        
        LED0_TOGGLE();                               /* LED0闪烁,提示程序运行 */
        delay_ms(100);
    }
}
本章实验的应用代码很简单，在完成包括ADC之内的初始化后，便重复通过函数adc_get_temperature()获取内部温度传感器采集的温度值，并在LCD上实时显示。
36.3 下载验证
在完成编译和烧录操作后，便可看到LCD上不断地刷新显示APM32E103内部温度传感器采集到的温度值。