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STM32 HAL 水位传感器驱动程序

news 来源：原创 2025/4/21 14:22:35

工作原理是输出模拟量电压值，只需要使用stm32adc读取电压再转换一下即可

本代码中，水位传感器连接在PA0，可通过宏定义快速设置电压区间和水位之间的关系

water_level.c

/********************************************************************************* @file    water_level.c* @brief   水位传感器驱动实现******************************************************************************* @attention** 水位传感器通过ADC读取PA0引脚电压值* 水位范围：0-5cm* 对应电压：0.65V-1.9V********************************************************************************//* 包含头文件 */
#include "water_level.h"/* 私有定义 */
#define WATER_LEVEL_PIN           GPIO_PIN_0
#define WATER_LEVEL_PORT          GPIOA
#define WATER_LEVEL_ADC_CHANNEL   ADC_CHANNEL_0/* 水位传感器参数 */
#define WATER_MIN_VOLTAGE         0.8f   // 最小水位对应电压 (V)
#define WATER_MAX_VOLTAGE         1.6f    // 最大水位对应电压 (V)
#define WATER_MIN_DEPTH           0.0f    // 最小水位深度 (mm)
#define WATER_MAX_DEPTH           50.0f   // 最大水位深度 (mm)
#define ADC_REFERENCE_VOLTAGE     3.3f    // ADC参考电压 (V)
#define ADC_RESOLUTION            4096    // ADC分辨率 (12位)/* 私有变量 */
static ADC_HandleTypeDef hadc1;/*** @brief  水位传感器初始化* @param  无* @retval HAL状态*/
HAL_StatusTypeDef WaterLevel_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};/* 使能GPIO时钟 */__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/* 使能ADC1时钟 */__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();/* 配置GPIO引脚 */GPIO_InitStruct.Pin = WATER_LEVEL_PIN;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(WATER_LEVEL_PORT, &GPIO_InitStruct);/* 配置ADC */hadc1.Instance = ADC1;hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK){return HAL_ERROR;}/* 配置ADC通道 */sConfig.Channel = WATER_LEVEL_ADC_CHANNEL;sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK){return HAL_ERROR;}/* ADC校准 */if (HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1) != HAL_OK){return HAL_ERROR;}return HAL_OK;
}/*** @brief  读取水位原始ADC值* @param  无* @retval ADC原始值 (0-4095)*/
uint16_t WaterLevel_GetRawADC(void)
{uint16_t adcValue = 0;/* 启动ADC转换 */HAL_ADC_Start(&hadc1);/* 等待转换完成 */if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100) == HAL_OK){/* 读取ADC转换结果 */adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);}/* 停止ADC转换 */HAL_ADC_Stop(&hadc1);return adcValue;
}/*** @brief  读取水位深度* @param  无* @retval 水位深度，单位：mm (0-50mm)*/
float WaterLevel_GetDepth(void)
{uint16_t adcValue = WaterLevel_GetRawADC();float voltage = (float)adcValue * ADC_REFERENCE_VOLTAGE / ADC_RESOLUTION;float depth;/* 将电压值转换为水位深度 */if (voltage <= WATER_MIN_VOLTAGE){depth = WATER_MIN_DEPTH;}else if (voltage >= WATER_MAX_VOLTAGE){depth = WATER_MAX_DEPTH;}else{/* 线性插值计算水位深度 */depth = WATER_MIN_DEPTH + (voltage - WATER_MIN_VOLTAGE) * (WATER_MAX_DEPTH - WATER_MIN_DEPTH) / (WATER_MAX_VOLTAGE - WATER_MIN_VOLTAGE);}return depth;
}

water_level.h

/********************************************************************************* @file    water_level.h* @brief   水位传感器驱动头文件******************************************************************************* @attention** 水位传感器通过ADC读取PA0引脚电压值* 水位范围：0-5cm* 对应电压：0.65V-1.9V********************************************************************************/#ifndef __WATER_LEVEL_H
#define __WATER_LEVEL_H#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif/* 包含头文件 */
#include "main.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"/* 函数声明 */
/*** @brief  水位传感器初始化* @param  无* @retval HAL状态*/
HAL_StatusTypeDef WaterLevel_Init(void);/*** @brief  读取水位深度* @param  无* @retval 水位深度，单位：mm (0-50mm)*/
float WaterLevel_GetDepth(void);/*** @brief  读取水位原始ADC值* @param  无* @retval ADC原始值 (0-4095)*/
uint16_t WaterLevel_GetRawADC(void);#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif /* __WATER_LEVEL_H */