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
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
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
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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 */
•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 worldrn"); /* USER CODE END 1 */
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：%drn",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 °rn",Temperature); // //UsartPrintf(&huart1,"%drn",*TEMP130_CAL_ADDR); //UsartPrintf(&huart1,"%drn",*TEMP30_CAL_ADDR); }
代码很简单，但是如果我们需要获取更精确的值，可以加入各种滤波算法。然后根据实验值，判断土壤湿润程度。
我通过实验发现，在空气中获取的值为1300左右，包上湿润的餐巾纸后，值为两位数以下。
因此我们可以粗略判断，土壤越湿度，值越小；相反，土壤越干，值越大。
四、编译+下载
点击编译后，0 error,0 warning
小熊派连接在电脑上，代码下载到开发板
五、效果
1.将小熊派串口1和电脑相连，即拨到 AT-MUC,按下复位键
2.打开串口调试助手
连接端口，设置波特率为115200
可以看到，在空气中获取的值为1200-1300；此时，我们不仅掌握了ADC的使用，还掌握了土壤湿度传感器的使用
附件中包含本文工程文件（cubemx + keilMDK）
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