单片机怎么输出稳定的方波

Question

你好，我想利用ADC来电压进一步测量水的电阻值，但是可能由于水在通电过程中会不断的被电离，阻值一直在缓慢的变化。通过查阅资料我初步了解到：测量水的电阻值需要正负不断相互变化的电压，才趋向稳定。
于是我有以下俩个疑问：
1、单片机（STM32）如何输出稳定的方波？
我直接用定时器定时改变引脚输出好像不稳定，用示波器测量，中间有跳变，且输出+3.3和-3.3时间长度有时不等
2、单片机如何利用ADC去读方波稳定的数值，不让它一直变，只读取峰峰值。

Answer 1

【以下回答由 GPT 生成】

问题一：如何在STM32单片机上输出稳定的方波？

要在STM32单片机上输出稳定的方波，可以通过定时器和GPIO控制引脚的方式实现。下面是具体的解决方案：

1. 初始化GPIO引脚作为输出模式。

c // 假设使用GPIOA的PIN5引脚作为输出 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

1. 初始化定时器，设置定时器的频率和占空比。

```c // 假设使用TIM2定时器生成方波 TIM_HandleTypeDef htim2; htim2.Instance = TIM2; htim2.Init.Prescaler = 0; // 设置预分频系数 htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 设置定时器计数模式 htim2.Init.Period = 1000; // 设置定时器计数周期 htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; // 设置时钟分频因子 HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);

// 配置定时器的PWM输出 TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC; sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; // 设置PWM模式 sConfigOC.Pulse = 500; // 设置占空比，占空比为50% sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; // 设置输出电平为高 HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); // 配置PWM通道为TIM_CHANNEL_1 ```

1. 启动定时器和PWM输出。

c HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); // 启动PWM输出

现在，STM32单片机上的GPIO引脚将会输出稳定的方波信号。

问题二：如何利用ADC读取稳定的方波数值，而不让其一直变化，只读取峰峰值？

要利用ADC读取稳定的方波峰峰值，可以通过ADC的外部触发模式和DMA来实现。下面是具体的解决方案：

1. 初始化ADC，设置ADC的通道和采样时间。

```c // 假设使用ADC1和通道1进行采样 ADC_HandleTypeDef hadc1; ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;

hadc1.Instance = ADC1; hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE; // 禁用扫描模式 hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE; // 禁用连续转换模式 hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; // 禁用断点转换模式 hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; // 仅进行一次转换 hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; // ADC采样数据右对齐 hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIGCONV_T1_CC1; // 使用定时器1通道1作为外部转换触发源 hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING; // 触发沿为上升沿 hadc1.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE; // 使能DMA请求 hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV; // 使用转换序列结束标志 if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK) { // 初始化失败 }

sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1; // 使用通道1 sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; // 通道1的序列排位 sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES; // 采样时间为3个周期 if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) { // 配置通道失败 } ```

1. 初始化DMA，设置DMA传输的缓冲区和传输长度。

```c // 假设使用DMA2和通道0进行传输 DMA_HandleTypeDef hdma; hdma.Instance = DMA2_Channel0; hdma.Init.Request = DMA_REQUEST_0; // 外设为ADC1 hdma.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; // 从外设到内存 hdma.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; // 禁用外设地址自增 hdma.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 启用内存地址自增 hdma.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; // 外设数据对齐到半字 hdma.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD; // 内存数据对齐到半字 hdma.Init.Mode = DMA_NORMAL; // 普通模式 hdma.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH; // 高优先级

HAL_DMA_Init(&hdma);

__HAL_LINKDMA(&hadc1, DMA_Handle, hdma); // 关联DMA和ADC ```

1. 创建缓冲区数组和变量来保存ADC读取到的数据。

c // 假设缓冲区长度为100 uint16_t adcBuffer[100]; uint16_t adcValue;

1. 启动DMA传输和ADC转换。

```c // 启动DMA传输 HAL_DMA_Start(&hdma, (uint32_t)&hadc1.Instance->DR, (uint32_t)adcBuffer, 100);

// 启动ADC转换 HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&adcValue, 1); ```

现在，ADC将会在每个方波周期内进行一次转换，并将转换结果保存在缓冲区中。你可以通过取得缓冲区中的最大值和最小值来获得峰峰值。

这就是如何在STM32单片机上输出稳定的方波，并利用ADC读取稳定的方波峰峰值的解决方案。注意，这只是一个示例，具体的实现可能根据你的硬件和需求有所不同。

如果你已经解决了该问题, 非常希望你能够分享一下解决方案, 写成博客, 将相关链接放在评论区, 以帮助更多的人 ^-^