【AN5176】使用STM8 Nucleo-64开发板在LED灯条上显示可变电压

天南地北客

NUCLEO-8S208RB（基于STM8S208RBT6）和NUCLEO-8L152R8（基于STM8L152R8T6）开发板可用于评估所有STM8S系列和STM8L系列微控制器的主要特性。

本应用笔记简要介绍了如何在NUCLEO-8S208RB和NUCLEO-8L152R8开发板上使用ADC、TIM和GPIO外设。

当微控制器（本例中为STM8S208RBT6或STM8L152R8T6）使用连接到主机电脑的USB电缆供电时，定时器根据用户定义的周期触发ADC，以转换由可变电阻RV1（10KΩ）提供的模拟电压。 得到的平均电压测量值显示在LED灯条上。

1.    应用说明

本节主要介绍了使用NUCLEO-8S208RB或NUCLEO-8L152R8开发板在LED灯条上显示可变电压的硬件要求、应用程序的原理图和工作原理。

1.1     硬件要求

没有使用板载的组件。

所需的外部组件包含：

•    四个LED：LD2、LD3、LD4、LD5

•    一个10KΩ可变电阻：RV1

•    四个1KΩ电阻：R1、R2、R3、R4

•    一个100 nF电容：C1。

1.2      应用原理图

电容C1滤除ADC输入引脚上的电压尖峰：

•    NUCLEO-8S208RB的PE6引脚上的ADC2_IN9功能

•    NUCLEO-8L152R8的PC7引脚上的ADC1_IN3功能能

电阻器R1、R2、R3和R4分别限制流过LD2、LD3、LD4和LD5的电流。

图1.   STM8S系列应用原理图

图2.   STM8L系列应用原理图

1.3   规则

该应用手册使用了ADC1或ADC2、TIM1和GPIO外设。

可调电阻RV1的输入电压模拟信号在每个开发板中是不同的：

•     NUCLEO-8S208RB：在ADC2（PE6）的通道9上进行采样和滤波，内部由TIM1触发

•     NUCLEO-8L152R8：在ADC1（PC7）的通道3上进行采样和滤波，内部由TIM1触发

该信号的平均值体现在LED灯条（LD2-5）上。

注意：即使默认情况下器件（STM8S208RBT6或STM8L152R8T6）使用3.3 V供电，但是在STM8S上用户仍可以将MCU VDD电源从3.3 V切换到5 V。

表2.    电压和LED对应关系

电压（V）	点亮LED的位号
0.0 - 0.4	无
0.4 - 1.25	LD2
1.25 - 2.0	LD2 + LD3
2.0 - 2.8	LD2 + LD3 + LD4
2.8 - 3.3	LD2 + LD3 + LD4 + LD5

2.     软件说明

此应用程序既没有使用STM8S系列/ STM8L系列标准库，也没有使用STM8触摸传感器库。本应用程序中使用的外围设备是：

•     ADC：电压采集。需要配置为：

      - 单一转换模式。

      - 由TIM1 TRGO外部触发。

      - 对于STM8L，ADC_clock = Fmaster / 2；对于STM8S，ADC_clock = Fmaster / 8。

      - 左对齐结果（否则需要修改软件才能计算平均值） 。

      - 对STM8S系列的ADC输入9和STM8L系列的ADC输入3禁用施密特触发器。

•     TIM1：定时器TIM1在此应用中有两个目的：

      - 当计数器值达到CCR1（捕获/比较中断）时，唤醒ADC进行转换。此操作对于在转换之前允许ADC稳定时间非常有用。

      - 发送转换触发信号以在计数器值达到TIM1_ARR时启动ADC转换。

注意：通过这两个事件，用户可以轻松管理ADC唤醒和转换时序。本例中，TIM1必须在PC1上配置compare-OC1REF触发输出和 PWM1模式（负极性）：用于测试目的（准确测量稳定时间）。

•      GPIO：配置PB0、PB1、PB2和PB3在推挽模式，以控制指示灯LD2、LD3、LD4和LD5。

ADC采集原理在下面的列表中进行描述，并在后面的图中列出来。

1.     TIM1配置为向上计数计数器。

2.     当发生比较/捕获中断时，ADC被唤醒进行转换（ADC转换之前会考虑ADC的稳定时间）。

3.     在TIM1 TRGO上，ADC开始转换。

4.      转换完成后，结果存储在RAM中，ADC关闭，直到下一次比较/捕获中断。

5.      当存储了八个转换结果时，主程序计算这些结果的平均值，然后将该值显示在LED灯条上。

图3.    ADC采集原理

2.1   应用软件流程图

本节包含主循环流程图、ADC中断函数流程图和TIM1捕获/比较中断流程图。

2.1.1    主循环流程图

图5.   主循环流程图

2.1.2    ADC中断程序

当ADC1完成一次模数转换时，会发生该中断。每次发生中断时，转换结果存储在一个名为AD的表中。当此表已满时，变量ADSampRdy设置为1，并且AD表由主程序处理（它计算存储值的平均值）。 在中断例程结束时ADC切换为关闭状态。

注意：只有在主函数处理完上一个AD表时，才会存储结果。

图6.   ADC EOC中断流程图

2.1.3 TIM1捕获/比较中断

每次TIM1计数器值等于比较寄存器值CCR1时，都会发生此中断。在中断过程中，通过设置CR1寄存器的ADON位触发转换。

图7.    TIM1捕获/比较流程图

3.    修订历史记录表

表3.    文档修订历史记录

日期	版本	更改内容
2018年6月29日	1	首次发布。

Ableson

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