ADC – 内部温度传感器读取（HAL 库）

难度: ⭐⭐（需要了解 ADC 基本概念） 固件库: PY32F0xx_Firmware V1.5.0 芯片: PY32F030 源文件: Projects/PY32F030-STK/Example/ADC/ADC_TempSensor/Src/main.c

这个实验是干嘛的？

PY32F030 芯片内部集成了一个温度传感器，不需要任何外部元件，通过 ADC 采集就能读取芯片当前温度。

有什么用？

监测芯片工作温度，防止过热
温度补偿（ADC 精度受温度影响）
简单的环境温度测量（精度不高，约 ±5 度）

硬件准备

不需要任何外部硬件！ 温度传感器在芯片内部。

你只需要：

PY32F030 开发板
USB 转串口模块（查看 printf 输出）

完整代码

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#include "main.h"

/* 温度校准值（出厂写入 OTP，地址固定） */
#define HAL_ADC_TSCAL1  (*(uint32_t *)(0x1fff0f14))  /* 30 度时的 ADC 校准值 */
#define HAL_ADC_TSCAL2  (*(uint32_t *)(0x1fff0f18))  /* 105 度时的校准值 */
#define Vcc_Power       3.3l                          /* 实际供电电压，按实际修改 */

/* 校准值对应的电压（根据实际 VCC 换算） */
#define TScal1  (float)((HAL_ADC_TSCAL1) * 3.3 / Vcc_Power)
#define TScal2  (float)((HAL_ADC_TSCAL2) * 3.3 / Vcc_Power)

/* 温度计算公式参数 */
#define TStem1      30l   /* 校准点 1 的温度：30 度 */
#define TStem2_105  105   /* 校准点 2 的温度：105 度（高温版） */
#define Temp_k_105  ((float)(TStem2_105 - TStem1) / (float)(TScal2 - TScal1))

ADC_HandleTypeDef AdcHandle;
uint16_t aADCxConvertedData;
__IO uint16_t hADCxConvertedData_Temperature_DegreeCelsius = 0;

/* ADC 配置 */
static void APP_AdcConfig(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  /* 复位并使能 ADC 时钟 */
  __HAL_RCC_ADC_FORCE_RESET();
  __HAL_RCC_ADC_RELEASE_RESET();
  __HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();

  AdcHandle.Instance = ADC1;

  /* ADC 校准（必须！） */
  if (HAL_ADCEx_Calibration_Start(&AdcHandle) != HAL_OK)
  {
    APP_ErrorHandler();
  }

  /* ADC 基础配置 */
  AdcHandle.Instance                   = ADC1;
  AdcHandle.Init.ClockPrescaler        = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;  /* ADC 时钟 = PCLK/4 */
  AdcHandle.Init.Resolution            = ADC_RESOLUTION_12B;         /* 12 位分辨率 */
  AdcHandle.Init.DataAlign             = ADC_DATAALIGN_RIGHT;        /* 右对齐 */
  AdcHandle.Init.ContinuousConvMode    = DISABLE;                    /* 单次转换 */
  AdcHandle.Init.ExternalTrigConv      = ADC_SOFTWARE_START;         /* 软件触发 */
  AdcHandle.Init.SamplingTimeCommon    = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5; /* 采样时间 239.5 周期 */

  if (HAL_ADC_Init(&AdcHandle) != HAL_OK)
  {
    APP_ErrorHandler();
  }

  /* 配置通道：内部温度传感器 */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR;
  sConfig.Rank    = ADC_RANK_CHANNEL_NUMBER;

  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&AdcHandle, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    APP_ErrorHandler();
  }
}

int main(void)
{
  HAL_Init();
  BSP_LED_Init(LED_GREEN);
  BSP_USART_Config();   /* 初始化串口（printf 重定向） */

  APP_AdcConfig();      /* 配置 ADC */

  /* ADC 校准 */
  if (HAL_ADCEx_Calibration_Start(&AdcHandle) != HAL_OK)
  {
    APP_ErrorHandler();
  }

  /* 启动 ADC */
  HAL_ADC_Start(&AdcHandle);

  while (1)
  {
    /* 等待转换完成 */
    if (HAL_ADC_PollForConversion(&AdcHandle, 2000) == HAL_OK)
    {
      /* 读取 ADC 值 */
      aADCxConvertedData = HAL_ADC_GetValue(&AdcHandle);

      /* 计算温度：线性插值公式 */
      hADCxConvertedData_Temperature_DegreeCelsius =
        (int16_t)(Temp_k_105 * aADCxConvertedData - Temp_k_105 * TScal1 + TStem1);

      printf("Temperature: %d\r\n", (int)hADCxConvertedData_Temperature_DegreeCelsius);
    }
    HAL_Delay(1000);  /* 每秒读一次 */
  }
}

void APP_ErrorHandler(void)
{
  while (1) {}
}

代码分段讲解

1. 温度校准值

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#define HAL_ADC_TSCAL1  (*(uint32_t *)(0x1fff0f14))
#define HAL_ADC_TSCAL2  (*(uint32_t *)(0x1fff0f18))

PY32F030 出厂时，工厂会在 OTP（一次性可编程存储器）中写入两个校准值：

TSCAL1：30 度时的 ADC 采样值
TSCal2：105 度时的 ADC 采样值

这两个地址是固定的，直接读就行。

2. 温度计算公式

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温度 = k * (ADC值 - TScal1) + 30

其中 k = (105 - 30) / (TScal2 - TScal1)

这是线性插值——已知两个点（30 度和 105 度），算出斜率 k，然后根据当前 ADC 值算温度。

3. ADC 配置要点

通道：ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR（内部温度传感器）
采样时间：239.5 周期（内部传感器阻抗高，需要长采样时间）
触发方式：软件触发
转换模式：单次转换

4. 校准

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HAL_ADCEx_Calibration_Start(&AdcHandle);

必须校准！ 芯片工艺偏差会导致 ADC 偏移，校准可以消除这个偏差。

实验现象

串口每秒打印一行：

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Temperature: 28
Temperature: 29
Temperature: 30

室温下一般显示 25~35 度
用手捂住芯片，温度会升高
精度约正负 5 度（内部传感器精度有限）

常见问题

Q: 温度值偏差很大？

检查 Vcc_Power 是否与实际供电电压一致（USB 供电约 3.3V，电池可能不同）
内部传感器精度有限，正负 5 度是正常的
如果需要高精度，用外部传感器（如 DS18B20、SHT30）

Q: 读到的温度是 0 或负数？

检查校准值地址是否正确
检查是否选择了正确的芯片型号（PY32F030x8）

Q: 想读取外部引脚的电压？

把 ADC_CHANNEL_TEMPSENSOR 换成外部通道（如 ADC_CHANNEL_0）
去掉温度计算公式，直接用 ADC值 * 3.3 / 4095 算电压

小结

概念	说明
内部温度传感器	芯片自带，不需要外部元件
OTP 校准值	出厂写入，30 度和 105 度的 ADC 值
线性插值	用两个已知点推算任意点的温度
ADC 校准	必须做，消除工艺偏差
采样时间	内部传感器阻抗高，需要长采样时间

拓展应用

项目	原理	难度
芯片过热保护	温度超阈值时降低频率或关断	⭐⭐
温度补偿	根据温度修正 ADC/RTC 等外设的偏差	⭐⭐⭐
简易温度计	串口显示 + LCD 显示	⭐⭐
温控风扇	温度高时 PWM 加速风扇	⭐⭐⭐
环境监测	内部温度 + 外部传感器对比	⭐⭐

PUYA ADC -- 内部温度传感器读取（HAL 库）

PUYA PY32F0xx_Firmware V1.5.0 ADC 内部温度传感器读取示例教学