第十一章：CH32V103应用教程——内置温度传感器

草帽王子

本章教程使用CH32V103的内部温度传感器检测器件周围温度，并通过串口调试助手打印显示。


1、温度传感器简介及相关函数介绍

CH32V103内置温度传感器，连接ADC_INT16通道，通过 ADC 将传感器输出的电压转换成数字值来反馈器件周围温度，推荐设置采样时间是 17.1us。温度传感器输出的电压随温度线性变化，由于生产差异，其线性变化的曲线斜率和偏移有所不同，所以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。

通过设置ADC_CTLR2寄存器的TSVREFE位置1，唤醒ADC内部采样通道，软件启动或者外部触发启动ADC的温度传感器通道转换，读取数据结果（mV）。其中，数字值和温度(℃)换算公式如下：

•     温度(℃) = ((VSENSE-V25)/Avg_Slope)+25
•     VSENSE：温度传感器的当前输出电压；
•     V25：温度传感器在 25℃下的电压值；
•     Avg_Slope：温度与 VSENSE曲线的平均斜率（mV/℃）
•     参考数据手册电气特性章节中 V25和 Avg_Slope 的实际值。
  

    注：内部温度传感器上电（TSVREFE 位从 0 改为 1）需要一个建立时间，而 ADC 模块上电也需要一个建立时间（ADON 位从 0 改为 1），所以为了缩短等待时间，可以同时设置 ADON 和 TSVREFE 位。

关于CH32V103内置温度传感器具体信息，可参考CH32V103应用手册。温度检测程序所用库函数在ADC教程中已介绍，在此不再赘述。


2、硬件设计

内置温度传感器属于其内部资源，无需进行硬件连接，只需进行软件设计即可。



3、软件设计

本章教程通过ADC_INT16通道读取内置温度传感器值，其程序相较于ADC，变化不大，增加了使能内部温度传感器和温度值计算，主要程序如下：

temdet.h文件

1. #ifndef __TEMDET_H
   
2. #define __TEMDET_H
   
3. 
   
4. #include "ch32v10x_conf.h"
   
5. 
   
6. void adc_Init(void);
   
7. u16  get_adc(u8 ch);
   
8. u16  get_adc_average(u8 ch,u8 times);
   
9. float get_temperature(void);
   
10. 
    
11. #endif

复制代码

temdet.h文件主要是相关函数的声明。

temdet.c文件

1. #include "temdet.h"
   
2. 
   
3. void adc_Init(void)
   
4. {
   
5.     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   
6.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
   
7. 
   
8.     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
   
9.     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
   
10.     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    
11.     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
    
12.     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    
13.     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    
14.     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
    
15.     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    
16. 
    
17.     ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);
    
18. 
    
19.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    
20. 
    
21.     ADC_ResetCalibration(ADC1);
    
22. 
    
23.     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    
24. 
    
25.     ADC_StartCalibration(ADC1);
    
26. 
    
27.     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    
28. }
    
29. 
    
30. u16 get_adc(u8 ch)
    
31. {
    
32.     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    
33. 
    
34.     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
    
35.     while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));
    
36.     return ADC_GetConversionValue(ADC1);
    
37. }
    
38. 
    
39. u16 get_adc_average(u8 ch,u8 times)
    
40. {
    
41.     u32 temp_val=0;
    
42.     u8 t;
    
43.     for(t=0;t<times;t++)
    
44.     {
    
45.         temp_val+=get_adc(ch);
    
46.         Delay_Ms(5);
    
47.     }
    
48.     return temp_val/times;
    
49. }
    
50. 
    
51. float get_temperature(void)
    
52. {
    
53.     u32 adcx;
    
54.     float temperate;
    
55.     adcx=get_adc_average(ADC_Channel_16,20);
    
56.     temperate=(float)adcx*(3.3/4096);
    
57.     temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25;
    
58.     return temperate;
    
59. }
    
60. 
    

复制代码

temdet.c文件主要是内置温度传感器进行温度检测的相关配置，其配置流程和ADC差不多，主要增加了使能内部温度传感器和温度值计算，在此不再对流程进行介绍。

main.c文件

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     float tem;
   
4.     Delay_Init();
   
5.         USART_Printf_Init(115200);
   
6.         adc_Init();
   
7.         while(1)
   
8.     {
   
9.             Delay_Ms(500);
   
10.             tem=get_temperature();
    
11.         printf("temp=%.2f\n",tem);
    
12.         }
    
13. }

复制代码

main.c文件主要进行相关函数初始化以及打印输出温度值。



4、下载验证

将编译好的程序下载到开发板并复位，串口打印情况具体如下：

温度检测.rar附件下载
10、温度检测.rar (570.06 KB, 下载次数: 21)

2021-9-10 16:30 上传

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链接：https://pan.baidu.com/s/1MaHijvVBpQxuQvXYvJGgIA
提取码：kuk7
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完

ziakalis

我发现，printf这个函数不支持“%f”输出浮点数，但是“%d”是可以的，不知道为啥。

51MCU

ziakalis 发表于 2023-7-9 16:11
我发现，printf这个函数不支持“%f”输出浮点数，但是“%d”是可以的，不知道为啥。 ...

编译器问题：在某些编译器中，printf 函数的实现可能与标准 C 语言规范不符。在这种情况下，%f格式控制符可能无法输出正确的结果。

解决方法是使用其他编译器或者尝试使用其他 printf 函数实现。

如果遇到了%f格式控制符不能输出的问题，可以尝试检查变量类型是否正确，是否需要强制转换为浮点数类型，以及浮点数精度是否满足要求。另外，可以尝试使用其他 printf 函数实现，例如%e、%g等格式控制符。

51MCU

ziakalis 发表于 2023-7-9 16:11
我发现，printf这个函数不支持“%f”输出浮点数，但是“%d”是可以的，不知道为啥。 ...

因printf()之类的函数，使用了半主机模式。使用标准库会导致程序无法运行,以下是解决方法:
方法1.使用微库,因为使用微库的话,不会使用半主机模式.
方法2.仍然使用标准库,在主程序添加下面代码:
#pragma import(__use_no_semihosting)
_sys_exit(int x)
{
x = x;
}
struct __FILE
{
int handle;
/* Whatever you require here. If the only file you are using is */
/* standard output using printf() for debugging, no file handling */
/* is required. */
};
/* FILE is typedef’ d in stdio.h. */
FILE __stdout;

51MCU

ziakalis 发表于 2023-7-9 16:11
我发现，printf这个函数不支持“%f”输出浮点数，但是“%d”是可以的，不知道为啥。 ...

仔细参考下 C 库函数 - printf()
C 标准库 - <stdio.h>   
https://www.runoob.com/cprogramming/c-function-printf.html

32位单片机上的编译和X86有区别

#include <stdio.h>
int main()
{
   char ch = 'A';
   char str[20] = "www.runoob.com";
   float flt = 10.234;
   int no = 150;
   double dbl = 20.123456;
   printf("字符为 %c \n", ch);
   printf("字符串为 %s \n" , str);
   printf("浮点数为 %f \n", flt);
   printf("整数为 %d\n" , no);
   printf("双精度值为 %lf \n", dbl);
   printf("八进制值为 %o \n", no);
   printf("十六进制值为 %x \n", no);
   return 0;
}
执行输出结果为：

字符为 A
字符串为 www.runoob.com
浮点数为 10.234000
整数为 150
双精度值为 20.123456
八进制值为 226
十六进制值为 96