💡 用 STM32 HAL/LL + Arduino 混合编程,这样可以在 Arduino 简易框架下实现 STM32 的底层高级功能(比如高性能 ADC、DMA、PWM 等)。下面梳理一下步骤、注意事项和示例代码。**
🚀 混合编程的核心思路
在 Arduino_Core_STM32 环境里,你可以直接写:
✅ HAL API(例如 HAL_ADC_Start()
)
✅ LL API(例如 LL_ADC_Enable()
)
✅ 直接操作寄存器
👉 因为底层 HAL 和 LL 库都已经集成到 Arduino Core 里了,你只需包含对应头文件并调用。
🛠 具体步骤
① 在 Arduino 代码中包含 HAL/LL 库头文件
根据芯片型号,包含对应头文件。例如:
cpp
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "stm32f1xx_ll_adc.h"
如果是 F4 芯片就是 stm32f4xx_hal.h
等。
② 在 setup()
中初始化你的外设(用 HAL 或 LL 配置)
cpp
void setup() {
Serial.begin(115200);
HAL_Init(); // 通常 Arduino Core 已自动调用,但可再次确保
// 初始化 ADC
__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE(); // 打开 ADC1 时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 打开 GPIOA 时钟 (假设你用 PA0)
// 配置 PA0 为模拟输入
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
// 配置 ADC
ADC_HandleTypeDef hadc1;
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
HAL_ADC_Init(&hadc1);
// 配置通道
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
// 启动 ADC
HAL_ADC_Start(&hadc1);
}
③ 在 loop()
中采样数据
cpp
void loop() {
// 开始转换
HAL_ADC_Start(&hadc1);
// 等待转换完成
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);
// 获取值
uint32_t value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
Serial.println(value);
delay(100);
}
🌟 关键点
✅ 可以在 setup()
中配置所有 HAL / LL 外设。
✅ loop()
中可以混合 HAL、LL 或 Arduino 函数(例如 Serial.print
)。
✅ 如果用 LL,可以直接写:
cpp
LL_ADC_Enable(ADC1);
LL_ADC_REG_StartConversionSWStart(ADC1);
✅ HAL/LL 底层配置能获得更高性能和灵活性(比如 DMA、定时触发、内部通道等)。
⚠ 注意事项
⚠ HAL 对象(如 ADC_HandleTypeDef hadc1
)如果在多个函数中用,最好声明成全局变量或静态变量。
⚠ 如果用 DMA,要初始化对应的 DMA 通道和 NVIC 配置。
⚠ HAL_Init() 一般 Arduino Core 已经调用,不要重复初始化系统时钟。
💡 完整 Arduino + HAL 混合 ADC 示例 (STM32F103 PA0)
cpp
#include "stm32f1xx_hal.h"
ADC_HandleTypeDef hadc1;
void setup() {
Serial.begin(115200);
__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
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;
HAL_ADC_Init(&hadc1);
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}
void loop() {
HAL_ADC_Start(&hadc1);
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);
if (HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC)) {
uint32_t adcVal = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
Serial.println(adcVal);
}
delay(100);
}
STM32 Arduino + HAL 混合编程多通道 ADC + DMA 示例。
🎯 目标
✅ 使用 ADC1 多通道采样(例如 PA0 和 PA1)
✅ 用 DMA 自动传输数据到内存
✅ Arduino 环境里可以通过 Serial.println
打印结果
✅ 高效连续采样
⚡ 代码示例:STM32F103 多通道 ADC + DMA
cpp
#include "stm32f1xx_hal.h"
#define ADC_BUFFER_LENGTH 2
ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
uint16_t adcBuffer[ADC_BUFFER_LENGTH];
void setup() {
Serial.begin(115200);
// 启用时钟
__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
// 配置 GPIO (PA0 PA1 -> ADC)
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
// 配置 ADC
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE; // 启用扫描模式多通道
hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续模式
hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc1.Init.NbrOfConversion = ADC_BUFFER_LENGTH;
HAL_ADC_Init(&hadc1);
// 配置每个通道
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
// 配置 DMA
hdma_adc1.Instance = DMA1_Channel1;
hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; // 循环模式
hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
HAL_DMA_Init(&hdma_adc1);
__HAL_LINKDMA(&hadc1, DMA_Handle, hdma_adc1);
// 启动 ADC DMA
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)adcBuffer, ADC_BUFFER_LENGTH);
}
void loop() {
// 打印 ADC DMA 采集数据
Serial.print("PA0: ");
Serial.print(adcBuffer[0]);
Serial.print("\tPA1: ");
Serial.println(adcBuffer[1]);
delay(500);
}
📝 说明
✅ 这段代码用 DMA 自动把 ADC1 的转换数据搬运到 adcBuffer[]
✅ 配置了两个通道:PA0(ADC_CHANNEL_0),PA1(ADC_CHANNEL_1)
✅ ADC 连续扫描两个通道,循环 DMA 不断更新
✅ loop()
里直接读缓冲区,几乎实时打印
⚠ 注意
1️⃣ 如果用的是 F4/F3/F7,需要换成对应头文件(如 stm32f4xx_hal.h
),并调整 DMA 通道(F4 是 DMA2_Stream0
等)。
2️⃣ 如果要支持更多通道,只需配置更多通道和缓冲区长度。
3️⃣ 确保 ADC 引脚输入电压 < Vref(一般3.3V)。
4️⃣ 可增加滤波或计算平均值提升稳定性。
🌟 拓展功能
✅ 定时器触发 ADC + DMA(硬件采样频率)
✅ FFT 分析直接基于 DMA 数据
✅ ADC + DMA + 双缓冲
✅ 多通道图形化输出(TFT / OLED)