STM32W108无线射频模块AD转换器烟雾传感器数据采集
STM32W108 AD转换器是一个一阶∑-△转换器，具有以下特性：
l 分辨率可达12位
l 采样最小时间5.33us（188KHz）
l 6个外部和4个内部输入源，可进行差分和单端转换
l 两个电压转换范围（差分）：-VREF~+VREF，-VDD_PADS~+VDD_PADS
l 可选择内部和外部参考标准VREF：内部的VREF可用于输出
l 数字偏移和增益校准
l 专用DMA通道，通道支持一次和连续的操作模式
应用实例解析
编写烟雾传感器测试程序，读取烟雾传感器的AD值，并输出到串口显示。
9.3.1开发环境与硬件说明
硬件：STM32W108 无线开发板、烟雾传感器、J-LINK调试器、PC机等。
软件：IAR Embedded Workbench开发软件、SimpleMac协议栈。
图9.13为烟雾传感器的原理图，烟雾传感器的引脚连接图如图9.14所示，烟雾传感器的5V接引脚1，GND接引脚4，DOUT接引脚2（即芯片中的PA3），AOUT接引脚3（即芯片中的PA4）。
图9.14. 烟雾传感器与STM32W108芯片管脚连接图
9.3.2软件设计与规划
本实例烟雾传感器中用到adc.c中的函数，有StStatus halStartAdcConversion(ADCUser id, ADCReferenceType reference, ADCChannelType channel, ADCRateTyperate)，该函数是开启AD转换功能；其中ADCUser id在adc.h中定义，有三种，本实例中用到ADC_USER_APP；ADCReferenceType reference为参考类型，adc.h中定义，本实例中用ADC_REF_INT，ADCChannelType channel为模拟输入通道，在adc.h中定义，本实例中用到的是PA4作为模拟输入的通道；ADCRateType rate为AD转换频率，在adc.h中定义，本实例中用到的是ADC_CONVERSION_TIME_US_4096，4096us，12个有效位。
无线节点上电首先进行硬件初始化，然后等按键S2被按下，只要S2被按下，无线节点就周期性的进行AD转换。
9.3.3传感器数据采集程序设计
在烟雾传感器的驱动程序中涉及到了AD转换的内容：
其中adc.h中的内容有：
static int16u adcData; //DMA中的ADC转换结果
在烟雾传感器的驱动程序中涉及到了AD转换的函数：
在adc.c中的添加函数有：
/**************************************************************************
功能描述：完成对AD转换后数据的获取
输入参数：无
输出参数：AD转换后的16位无符号数
*************************************************************************/
int16u getData(void)
{
int16s data; //存放AD转换后的电压的数值
while ( !(INT_ADCFLAG INT_ADCULDFULL)); //无效时，空等待
data=halConvertValueToVolts(adcData); //将AD转换的电压数据存至data变量中
return (int16u)data;
}
/**************************************************************************
功能描述：内部ADC初始化
输入参数：无
输出参数：无
*************************************************************************/
void halInternalInitAdc(void)
{
//初始化状态变量
adcPendingRequests = 0;
adcPendingConversion = NUM_ADC_USERS;
adcCalibrated = FALSE;
adcStaticConfig = ADC_1MHZCLK | ADC_ENABLE; //初始化配置:1MHz, 低压范围
// 设置所有ADC读取无效
adcReadingValid = 0;
// 关闭ADC
ADC_CFG = 0; //禁用ADC，关闭HV缓冲区
ADC_OFFSET = ADC_OFFSET_RESET;
ADC_GAIN = ADC_GAIN_RESET;
ADC_DMACFG = ADC_DMARST;
ADC_DMABEG = (int32u)adcData;
ADC_DMASIZE = 1;
ADC_DMACFG = (ADC_DMAAUTOWRAP | ADC_DMALOAD);
//清空ADC中断，并使能中断
INT_ADCCFG = INT_ADCULDFULL;
INT_ADCFLAG = 0xFFFF;
INT_CFGSET = INT_ADC;
stCalibrateVref(); //校准参考电压
}
MQ2.h编写（烟雾传感器）
/*****************************************************************
文件名：MQ2.h
版本号：v1.0
创建日期：2012-4-1
硬件描述：烟雾传感器的数字输出接STM32W芯片的PA3，模拟输出接STM32W芯片的PA4
主要函数描述：MQSetStatus(int32u status):设置对应引脚；
MQGetStatus()：获得对应端口值
MQGetDCData()：获得烟雾传感器数字输出的值
MQADCInit()：设置PA4为模拟输入状态
MQGetADCStart()：开启AD转换
*****************************************************************/
#ifndef __MQ_H__
#define __MQ_H__
//设置MQ2烟雾传感器的数字输出端口与STM32W的PA3端口相连接
#define MBUS PORTA_PIN(3)
#define MBUS_INPUT_GPIO GPIO_PAIN
#define MBUS_OUTPUT_GPIO GPIO_PAOUT
#define MBUS_GPIO_PIN PA3_BIT
#define MBUS_WAKE_SOURCE 0x00000080
#define MBUS_SET (GPIO_PASET_ADDR+((GPIO_PBCFGL_ADDR
-GPIO_PACFGL_ADDR)*(MBUS/8)))
#define MBUS_CLR (GPIO_PACLR_ADDR+((GPIO_PBCFGL_ADDR
-GPIO_PACFGL_ADDR)*(MBUS/8)))
extern void MQSetStatus(int32u status); //设置对应引脚;
extern u8 MQGetStatus(); //获得对应端口值
extern u8 MQGetDCData(); //获得烟雾传感器数字输出的值
extern void MQADCInit(); //设置PA4为模拟输入状态
extern void MQGetADCStart(); //开启AD转换
#endif
MQ2.c编写（烟雾传感器）
/*****************************************************************
文件名：MQ2.c
版本号：v1.0
创建日期：2012-4-1
硬件描述：烟雾传感器的数字输出接STM32W芯片的PA3，模拟输出接STM32W芯片的PA4
主要函数描述：MQSetStatus(int32u status):设置对应引脚；
MQGetStatus()：获得对应端口值
MQGetDCData()：获得烟雾传感器数字输出的值
MQADCInit()：设置PA4为模拟输入状态
MQGetADCStart()：开启AD转换
*****************************************************************/
#include PLATFORM_HEADER
#include BOARD_HEADER
#include "MQ2.h"
#include "hal/micro/micro-common.h"
#include "hal/micro/cortexm3/micro-common.h"
#include "hal/micro/adc.h"
#include "stdio.h"
#define LOW 0//低电平
#define HIGH 1//高电平
/**************************************************************************
功能描述：完成对特定端口的设置
输入参数：status：端口参数，高电平或低电平
输出参数：无
*************************************************************************/
void MQSetStatus(int32u status)
{
halGpioConfig(MBUS,GPIOCFG_OUT);
if(MBUS/8 3)
{
if(status==HIGH) //设置为高电平
*((volatile int32u *)MBUS_SET) = BIT(MBUS7);
else //设置为低电平
*((volatile int32u *)MBUS_CLR) = BIT(MBUS7);
}
}
/**************************************************************************
功能描述：完成获取对应端口的值
输入参数：无
输出参数：对应端口的值
*************************************************************************/
u8 MQGetStatus()
{
return (MBUS_INPUT_GPIO (1MBUS_GPIO_PIN)) ? 1 : 0;
}
/**************************************************************************
功能描述：完成对烟雾传感器数字输出的获取
输入参数：无
输出参数：烟雾传感器数字输出值
*************************************************************************/
u8 MQGetDCData()
{
halGpioConfig(MBUS,GPIOCFG_IN);
if(MQGetStatus()==0)
{
halCommonDelayMicroseconds(500); //延时抗干扰
if(MQGetStatus()==0)
return 0;
else
return 1;
}
else
return 1;
}
/**************************************************************************
功能描述：设置PA4端口为模拟输入输出
输入参数：无
输出参数：无
*************************************************************************/
void MQADCInit()
{
halGpioConfig(PORTA_PIN(4),GPIOCFG_ANALOG);
}
/**************************************************************************
功能描述：完成对给定数字的显示
输入参数：无
输出参数：无
*************************************************************************/
void MQGetADCStart()
{
halAdcCalibrate(ADC_USER_APP); //设置ADC校准
halStartAdcConversion(ADC_USER_APP,ADC_REF_INT, ADC_SOURCE_ADC4_VREF2,ADC_CONVERSION_TIME_US_4096 ); //开启AD转换，ADC4，转换速率4096
}
9.3.4测试程序编写
编写测试程序源文件solar-system.c：
/*****************************************************************
文件名：solar-system.c
版本号：v1.0
创建日期：2012-4-1
硬件描述：对于无线节点上烟雾传感器数字输出接PA3，模拟输出接PA4
主要函数描述：main( )函数实现对各个传感器的控制。
*****************************************************************/
#include PLATFORM_HEADER
#include BOARD_HEADER
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include "error.h"
#include "hal/hal.h"
#include "include/phy-library.h"
#include "hal/micro/cortexm3/iap_bootloader.h"
#include "MQ2.h"
/**************************************************************************
功能描述：完成对某种传感器的检测
输入参数：无
输出参数：无
*************************************************************************/
int main(void)
{
boolean preesed = FALSE;
halInit();//初始化硬件
uartInit(115200, 8, PARITY_NONE, 1); //初始化UART
.
//配置PA4和PA5作为复用输出引脚，用于数据包的跟踪
halGpioConfig(PORTA_PIN(4),GPIOCFG_OUT_ALT);
halGpioConfig(PORTA_PIN(5),GPIOCFG_OUT_ALT);
GPIO_IRQDSEL = PORTB_PIN(2); //连接IRQD到PB2/SC1RXD
//允许IRQD标志位激活任何的IRQD
GPIO_INTCFGD = (3GPIO_INTMOD_BIT);
INT_GPIOFLAG = INT_IRQDFLAG;
INT_PENDCLR = INT_IRQD;
INTERRUPTS_ON();
halInitLed(); //初始化LED
halInitButton(); //初始化按键
halInternalInitAdc();//内部ADC初始化
MQADCInit(); //烟雾传感器接口初始化
printf("Press S2 to begin ADC Change\n");
while(TRUE)
{
halCommonDelayMilliseconds(10);
if (halGetButtonStatus(BUTTON_S2) == BUTTON_PRESSED||preesed == TRUE)
{
preesed = TRUE;
/********读取烟雾传感器AD值*******************/
MQGetADCStart();
u16 mqacdata=getData();
u8 flag=0;
if(mqacdata(0x0115)!=0)
{
mqacdata=~(mqacdata-1);//负数，2进制补码
flag=1;
}
if(mqacdata32768)
{
if(flag==1)
{
printf("Smoke -%d\n",mqacdata);
}
else
{
printf("Current ADC: %d\n",mqacdata);
}
}
halCommonDelayMilliseconds(2000);//2000ms
}
}
}
9.3.5测试结果及分析
烟雾传感器的模拟输出经过AD转换后的值通过串口发送到PC机，AD转换的电压范围最大为1.2V，操作各传感器时，可以调节烟雾传感器模块上面的滑动变阻器，以改变传感器的灵敏度。
本文出自《STM32W108嵌入式无线传感器网络》邱铁，夏锋，周玉编著.清华大学出版社，2014年5月
同时参考
stm32单片机可以用Keil5、STM32CubeIDE、IAR等进行编程。
1、Keil MDK：Keil支持目前大多数单片机，Keil根据不同内核单片机，分为几个版本，最常用的就是Keil C51和MDK-ARM。像STC和一些51内核的单片机，一般用KeilC51版本，STM32则用的MDK-ARM。
2、STM32CubeIDE：STM32CubeIDE是ST公司推出的免费多功能STM32开发工具，可以说专门为STM32而生，新增了很多STM32专用功能，比如说外设图形化配置。为工程师大大提高开发效率，降低开发成本。
3、IAR：IAR我是在开发Ti蓝牙产品和基于STM8单片机会用到的。IAR也可以用来开发STM32的程序。通过IAR编译出来的程序比Keil优化得更好，最直接的体现就是编译出来的程序更节约内存空间。和上面Keil类似，IAR同样支持很多单片机，有很多功能基本两者都有。
STM32的介绍：
在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、互补型系列；新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。
内存包括64KB到256KB闪存和20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装，不同的封装保持引脚排列一致性，结合STM32平台的设计理念，开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。
意法半导体(STMicroelectronics)整个集团共有员工近50000名，拥有16个先进的研发机构、39个设计和应用中心、15主要制造厂，并在36个国家设有78个销售办事处。
本人只讲思路：（1）首先你要明确你的按键是上拉接法还是下拉接法；（2）要明确按键是输入设备，所以按键接在PA1上，你要根据按键硬件电路的上拉或下拉接法来确定PA1这个GPIO口的输入方式，按键硬件上是上拉接入，PA1就配置上拉输入，同理，下拉对应下拉；（3）然后写程序，首先写GPIO初始化程序：包括使能时钟、输入模式设置、速度设置、上下拉设置；（4）在写按键检测程序之前要明确检测上升沿还是检测下降沿：如果按键在硬件上是上拉接法，则按下按键会产生负脉冲按键信号，按键检测程序则检测下降沿即可。如果是下拉接法，则当按键按下则产生正脉冲按键信号，按键检测程序则检测上升沿即可。（5）根据（4）中所述，写按键检测上升沿或者下降沿的按键检测程序，并且在按键检测程序中应该采用延时程序实现10至20ms的延时处理按键的抖动，目的是为了消除按键产生的机械抖动，专业说法叫做按键的消抖。（6）在按键检测程序内部，当按键检测成功，则执行自己设定的变量自加1的这一行代码。以上六步就可以实现君所需功能。
STM32程序内调用bin文件可以通过使用STM32CubeProgrammer来实现。STM32CubeProgrammer是一款用于编程和调试STM32微控制器的工具，它可以让您将bin文件下载到STM32微控制器中，从而实现程序内调用bin文件的功能。此外，STM32CubeProgrammer还支持在线升级，可以帮助您更新STM32微控制器的固件，以及支持多种编程语言，比如C，C++，Python等。
实现stm32控制机械臂抓取的代码，首先需要实现机械臂的控制程序，包括初始化、变量定义、初始位置、转矩计算等。其次，实现传感器的数据采集，例如光电传感器、避障传感器、力感传感器等。再者，根据传感器采集的数据，得出机械臂各关节抓取需要的角度、角速度、转矩等参数，以控制机械臂实现物体抓取。最后，根据参数计算得出的角度，控制机械臂的舵机，从而实现抓取动作。以上算法是实现stm32控制机械臂抓取的流程，通过编写程序来实现代码。
机器人走迷宫程序用stm32要想学会的话因人而异，但是一般来说快的话需要半个多月，慢的话则需要一两年的时间。
这个情况主要因人而异，会还是精通是两种感念，能用起来的话，我认为使用库函数标准固件库大约一周就行。要是hal库加上cube的话大约3天，但我觉得hal库比较个人不推荐，个人推荐，学懂一款单片机最好就先学会使用寄存器直接操作，这种操作方式效率高，但对新手不友好，大约需要小半年吧。
之所以要这么长时间以及十分不确定性是因为机器人在矩阵范围内可以向上下左右走，终点[2, 3]可以由[2,1]或[1, 3]走来。
可在起点到点[2,1]的距离、起点到[1, 3]的距离中取最小值，再加1格子之间距离为1即可，这就需要复杂的程序编程控制。
对于算法初学者，自然想到递归，当然，递归肯定可以解决问题，但是必须要不能找下去再递归回来，太慢了；时间复杂度，半径是最短距离。能扩散到终点即可，不必求出终点四周的点，再取min值，算法效率最高，时间复杂度也很高，所以一般来说需要一年的时间。
本文标签：stm32无人机通用程序
