STM32L0 ADC使用HAL库关于校准问题的说明
stm32 系列 adc校准问题说明前言最近是有一个产品用到了adc，使用的是stm32l051 芯片，使用 stm32cubemx 生成的代码，本来以为简简单单，但是在调用 hal adc校准函数的时候遇到一个问题有点疑问，度娘一下也没有找到解答，还是经过翻阅了一些资料才得到答案，特此来记录一下。
我是矜辰所致，全网同名，尽量用心写好每一系列文章，不浮夸，不将就，认真对待学知识的我们，矜辰所致，金石为开！
一、adc 配置说明详细的 stm32 adc 的使用，本文不做过多说明，这个网上一搜一大把。
本文使用的是 hal 库，直接用 stm32cubemx 生成的代码，adc 的配置步骤在我的另外一篇博文：
[stm32l051测试 （一、使用cubemx生成工程文件 — st系列芯片通用）] 中有过介绍（发烧友小伙伴需我还没发表过来）：
对于其他不同型号，f1，f4 等，配置大同小异。
1.1 adc 采样步骤使用 cubemx 可以大大简化工程师的使用步骤，这里直接说明一下对于使用 cubemx 来说的 adc 采样步骤。
adc 采样使用步骤简单来说如下几步（以单次采样为例说明） ：
配置 adc 工作参数：包括基本配置，和通道相关参数；
（stm32bubemx 自动生成代码 mx_adc_init()）
adc_msp 初始化：包括初始化 adc 的时钟、gpio 引脚、 dma 和 nvic 相关的设置；（stm32bubemx 自动生成代码hal_adc_mspinit()）
校准！使用前务必校准！；
（大部分型号需要我们在程序中自己调用代码，某些型号不需要校准，后面会说明hal_adcex_calibration_start()）
启动 adc 转换；
（我们在程序中自己写代码，调用库函数hal_adc_start()）
等待转换完成；
（我们在程序中自己写代码，调用库函数hal_adc_pollforconversion()）
获取结果；
（我们在程序中自己写代码，调用库函数hal_adc_getvalue()）
二、adc 校准在上面的步骤中，我把校准用了红色字体强调说明，因为在 adc 的使用中必须进行校准 ，否者自己设计的电路得到的结果可能与实际的会有不同的偏差。
2.1 什么是adc校准？stm32 的 adc 校准一般有 参考电压校准 和 增益校准。
参考电压校准：
先测量 adc 参考电压的实际值，然后将该值与预设的参考电压进行比较，得到参考电压的偏差，最终通过校准将其校正的方式叫做 参考电压校准 ，其目的是为了准确测量 adc 的输入信号。
叫做增益校准:
通过测量内部基准电压和 adc 输入信号的幅值之间的比例关系，校准 adc 增益的方式 叫做增益校准，其目的是确保 adc 输出的数值与输入信号的幅值之间具有良好的线性关系，为了准确的转换 adc 输入信号。
adc 校准的目的是为了消除 adc 的偏移误差和增益误差，从而提高测量精度。
2.2 为什么 adc 使用需要校准？这个为什么要用 adc 校准，我这里也只能简单的说明一下。
这个就像芯片生产过程制造中的差异化一样，adc部分也存在一些差异化（虽然很小），其参考电压、偏置电压、增益等参数可能存在一些不确定性和漂移，这些参数的变化会导致 adc 的测量结果产生误差。
就想上面介绍什么是 adc 校准最后说的，为了提高测量精度，消除 adc 的偏移误差和增益误差，所以在使用 adc 采样的时候都需要进行 adc 校准。
2.2 什么时候使用 adc 校准？在我们使用 cubemx 软件的时候，adc 的配置，初始化等大部分程序都是由软件给我们生成的，我们都无需过多干预，但是校准是不会给我们自动加入程序的，这就需要我们 手动的添加。
在程序中，我们只需要保证在 adc 开始使用前（adc 转换函数调用前），adc 初始化后，进行校准即可。
2.3 adc 采样每次都需要校准吗？这个问题并不能直接回答，我们先来了解一下 调用了 hal 校准函数以后，stm32 是怎么处理的。
调用 stm32 校准函数以后， 校准的结果会被保存在相应的寄存器中，以供后续的adc测量使用。
由上面这句话可以知道，校准过后的结果会被保存起来，每次 adc 使用的时候会从该寄存器中取校准数值，所以说一般来说，只要你上电校准过一次，就行了。
但是！注意，校准过后不用再校准是基于你的 adc 设置没有改变，产品的工作环境稳定的前提下！
如果采样过程中你改变了 adc 的环境，比如参考电压，采样时间等一些配置，或者一些低功耗产品，需要进行休眠，那么还是需要进行再次校准的。
还有一点，就是产品的工作环境，比如产品的环境比较恶劣，温度啊，干扰啊之类的，那么还是有必要在 adc 的使用过程中进行定期校准的。
当然，如果我们本着严谨的作风，在产品上直接使用定期校准那也是没问题的。
三、hal 库校准函数上面理论的东西介绍完了，那么我们就来简单做个测试，其实我使用过程中的小疑问也是在使用过程中遇到的。
我们都知道 adc 的校准函数为：hal_adcex_calibration_start()
但是当我使用这个函数时候，居然出错了，如下图：
提示调用的参数太少了（确定出错是我编译过后发现的），提示函数调用参数太少了，这就奇怪了，于是我进入看看函数原型：
这里可以看到，怎么多了一个参数（上面确实有解释说明，应该填写什么），但是当时我第一反应是看一下这个参数在函数中是怎么用的，于是搜索了一下singlediff 这个参数，发现在hal_adcex_calibration_start 这个函数中根本没用到这个参数？
为了搞清楚，我还去度娘问了下，发现根本没有关于这个参数的说明，所有的 stm32 adc 有关的帖子文章，都是一样的， adc 是啥啥啥，什么模式，解释一下，怎么用等等巴拉巴拉的……
3.1 单端校准和差分校准其实上面的注释说明就是，这个参数就是用来选择使用哪种校准方式：单端校准adc_single_ended 和 差分校准adc_differential_ended。
后来就去翻阅手册资料，下面是查到的说明，这里给大家参考一下：
单端校准：
单端校准是指对 adc 的单个输入通道进行校准，主要校准项包括偏移误差和增益误差。
单端校准主要针对单端输入的情况，通过比较参考电压和输入信号之间的误差，校准adc的增益和偏置电压。在单端输入的情况下，参考电压和输入信号之间存在可能的偏差，这会导致adc采样结果的偏移和误差。为了解决这个问题，可以使用单端校准来校正 adc 的增益和偏置电压。单端校准的过程是使用一个已知的模拟信号来输入 adc，然后比较采样结果与该模拟信号的期望值，得到增益和偏置电压的偏差值，然后通过校准将其校正。
单端校准时，adc将使用内部参考电压作为参考电压，对每个输入通道进行测量，计算出偏移误差和增益误差，并将这些误差保存在相应的寄存器中。
差分校准：
差分校准是指对 adc 的差分输入通道进行校准，主要校准项也包括偏移误差和增益误差。
差分校准主要针对差分输入的情况，通过比较参考电压和输入信号之间的误差，校准 adc 的差分增益和偏置电压。在差分输入的情况下，差分增益和偏置电压的偏差也会导致 adc 采样结果的偏移和误差。为了解决这个问题，可以使用差分校准来校正 adc 的差分增益和偏置电压。差分校准的过程是使用一个已知的差分输入信号来输入 adc，然后比较采样结果与该差分输入信号的期望值，得到差分增益和偏置电压的偏差值，然后通过校准将其校正。
差分校准时，adc 将使用内部参考电压作为参考电压，并将两个输入通道的差值作为输入信号进行测量，计算出偏移误差和增益误差，并将这些误差保存在相应的寄存器中。
3.2 不同系列的校准函数所以在我们使用不同的系列的 hal 库的时候，虽然校准函数都是hal_adcex_calibration_start ，但是也有着一些参数的区别。
对于我目前使用的 stm32l051 来说，hal校准函数使用的示例如下：
hal_adcex_calibration_start(&hadc1,adc_single_ended);大部分情况下直接选择单端校准adc_single_ended就行了，差分校准还需要外部电路的支持。
对于 stm32f 系列的来说，hal校准函数使用的示例如下：
hal_adcex_calibration_start(&hadc1);......
3.3 更多的校准模式对于更多的系列，因为自己目前没有用到，我也没有一个一个去找，但是通过资料了解到，对于有些型号，比如 stm32f4 系列的，adc的校准由硬件自动执行，不需要额外的调用 adc 校准函数。
虽然我没有去试，但是这个硬件自动执行校准在 stm32cubemx 中应该可以选择，因为他需要使能，在程序中的体现为：
hadc1.init.autocalibration = enable;而且在 stm32 系列中，还有支持额外校准模式（共模校准、差分共模校准）的mcu，具体哪个我也不知道，这样的mcu，在使用校准函数hal_adcex_calibration_start的时候又多一个参数。但是这里可以告诉大家在遇到的时候不要慌张，这里给出示例。
共模校准：
/* 使能共模校准 */hal_adcex_calibration_start(&hadc, adc_calib_offset, adc_single_ended);/* 等待共模校准完成 */while (hal_adcex_calibration_getstate(&hadc) != hal_adc_calibration_state_completed);差分共模校准：
/*使能差分共模校准 */hal_adcex_calibration_start(&hadc, adc_calib_offset, adc_differential_ended);/* 等待差分共模校准完成 */while (hal_adcex_calibration_getstate(&hadc) != hal_adc_calibration_state_completed);上面的 adc_calib_offset 是指定进行偏置校准。
结语好了，本文是自己在使用过程中遇到的一个小问题，但确实直接度娘找不到我需要的答案，所以自己花费了些功夫查了一下，当然也记录说明一下，希望对大家能够有帮助！
插一句题外话，我已经停了几个月没写博文了，我也发过 blink 告诉大家我最近状态很差，现实事情太多了，到现在为止，我还是深受影响，但是我自己也知道不能继续沉沦下去，人往高处走，总是要向前看的，这也是受打击过后的第一篇博文，找找感觉，加油！
好了，本文就到这里，谢谢大家！
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adc 采样使用步骤简单来说如下几步（以单次采样为例说明） ：
配置 adc 工作参数：包括基本配置，和通道相关参数；
（stm32bubemx 自动生成代码 mx_adc_init()）
adc_msp 初始化：包括初始化 adc 的时钟、gpio 引脚、 dma 和 nvic 相关的设置；（stm32bubemx 自动生成代码hal_adc_mspinit()）
校准！使用前务必校准！；
（大部分型号需要我们在程序中自己调用代码，某些型号不需要校准，后面会说明hal_adcex_calibration_start()）
启动 adc 转换；
（我们在程序中自己写代码，调用库函数hal_adc_start()）
等待转换完成；
（我们在程序中自己写代码，调用库函数hal_adc_pollforconversion()）
获取结果；
（我们在程序中自己写代码，调用库函数hal_adc_getvalue()）
二、adc 校准在上面的步骤中，我把校准用了红色字体强调说明，因为在 adc 的使用中必须进行校准 ，否者自己设计的电路得到的结果可能与实际的会有不同的偏差。
2.1 什么是adc校准？stm32 的 adc 校准一般有 参考电压校准 和 增益校准。
参考电压校准：
先测量 adc 参考电压的实际值，然后将该值与预设的参考电压进行比较，得到参考电压的偏差，最终通过校准将其校正的方式叫做 参考电压校准 ，其目的是为了准确测量 adc 的输入信号。
叫做增益校准:
通过测量内部基准电压和 adc 输入信号的幅值之间的比例关系，校准 adc 增益的方式 叫做增益校准，其目的是确保 adc 输出的数值与输入信号的幅值之间具有良好的线性关系，为了准确的转换 adc 输入信号。
adc 校准的目的是为了消除 adc 的偏移误差和增益误差，从而提高测量精度。
2.2 为什么 adc 使用需要校准？这个为什么要用 adc 校准，我这里也只能简单的说明一下。
这个就像芯片生产过程制造中的差异化一样，adc部分也存在一些差异化（虽然很小），其参考电压、偏置电压、增益等参数可能存在一些不确定性和漂移，这些参数的变化会导致 adc 的测量结果产生误差。
就想上面介绍什么是 adc 校准最后说的，为了提高测量精度，消除 adc 的偏移误差和增益误差，所以在使用 adc 采样的时候都需要进行 adc 校准。
2.2 什么时候使用 adc 校准？在我们使用 cubemx 软件的时候，adc 的配置，初始化等大部分程序都是由软件给我们生成的，我们都无需过多干预，但是校准是不会给我们自动加入程序的，这就需要我们 手动的添加。
在程序中，我们只需要保证在 adc 开始使用前（adc 转换函数调用前），adc 初始化后，进行校准即可。
2.3 adc 采样每次都需要校准吗？这个问题并不能直接回答，我们先来了解一下 调用了 hal 校准函数以后，stm32 是怎么处理的。
调用 stm32 校准函数以后， 校准的结果会被保存在相应的寄存器中，以供后续的adc测量使用。
由上面这句话可以知道，校准过后的结果会被保存起来，每次 adc 使用的时候会从该寄存器中取校准数值，所以说一般来说，只要你上电校准过一次，就行了。
但是！注意，校准过后不用再校准是基于你的 adc 设置没有改变，产品的工作环境稳定的前提下！
如果采样过程中你改变了 adc 的环境，比如参考电压，采样时间等一些配置，或者一些低功耗产品，需要进行休眠，那么还是需要进行再次校准的。
还有一点，就是产品的工作环境，比如产品的环境比较恶劣，温度啊，干扰啊之类的，那么还是有必要在 adc 的使用过程中进行定期校准的。
当然，如果我们本着严谨的作风，在产品上直接使用定期校准那也是没问题的。
三、hal 库校准函数上面理论的东西介绍完了，那么我们就来简单做个测试，其实我使用过程中的小疑问也是在使用过程中遇到的。
我们都知道 adc 的校准函数为：hal_adcex_calibration_start()
但是当我使用这个函数时候，居然出错了，如下图：
提示调用的参数太少了（确定出错是我编译过后发现的），提示函数调用参数太少了，这就奇怪了，于是我进入看看函数原型：
这里可以看到，怎么多了一个参数（上面确实有解释说明，应该填写什么），但是当时我第一反应是看一下这个参数在函数中是怎么用的，于是搜索了一下singlediff 这个参数，发现在hal_adcex_calibration_start 这个函数中根本没用到这个参数？
为了搞清楚，我还去度娘问了下，发现根本没有关于这个参数的说明，所有的 stm32 adc 有关的帖子文章，都是一样的， adc 是啥啥啥，什么模式，解释一下，怎么用等等巴拉巴拉的……
3.1 单端校准和差分校准其实上面的注释说明就是，这个参数就是用来选择使用哪种校准方式：单端校准adc_single_ended 和 差分校准adc_differential_ended。
后来就去翻阅手册资料，下面是查到的说明，这里给大家参考一下：
单端校准：
单端校准是指对 adc 的单个输入通道进行校准，主要校准项包括偏移误差和增益误差。
单端校准主要针对单端输入的情况，通过比较参考电压和输入信号之间的误差，校准adc的增益和偏置电压。在单端输入的情况下，参考电压和输入信号之间存在可能的偏差，这会导致adc采样结果的偏移和误差。为了解决这个问题，可以使用单端校准来校正 adc 的增益和偏置电压。单端校准的过程是使用一个已知的模拟信号来输入 adc，然后比较采样结果与该模拟信号的期望值，得到增益和偏置电压的偏差值，然后通过校准将其校正。
单端校准时，adc将使用内部参考电压作为参考电压，对每个输入通道进行测量，计算出偏移误差和增益误差，并将这些误差保存在相应的寄存器中。
差分校准：
差分校准是指对 adc 的差分输入通道进行校准，主要校准项也包括偏移误差和增益误差。
差分校准主要针对差分输入的情况，通过比较参考电压和输入信号之间的误差，校准 adc 的差分增益和偏置电压。在差分输入的情况下，差分增益和偏置电压的偏差也会导致 adc 采样结果的偏移和误差。为了解决这个问题，可以使用差分校准来校正 adc 的差分增益和偏置电压。差分校准的过程是使用一个已知的差分输入信号来输入 adc，然后比较采样结果与该差分输入信号的期望值，得到差分增益和偏置电压的偏差值，然后通过校准将其校正。
差分校准时，adc 将使用内部参考电压作为参考电压，并将两个输入通道的差值作为输入信号进行测量，计算出偏移误差和增益误差，并将这些误差保存在相应的寄存器中。
3.2 不同系列的校准函数所以在我们使用不同的系列的 hal 库的时候，虽然校准函数都是hal_adcex_calibration_start ，但是也有着一些参数的区别。
对于我目前使用的 stm32l051 来说，hal校准函数使用的示例如下：
hal_adcex_calibration_start(&hadc1,adc_single_ended);大部分情况下直接选择单端校准adc_single_ended就行了，差分校准还需要外部电路的支持。
对于 stm32f 系列的来说，hal校准函数使用的示例如下：
hal_adcex_calibration_start(&hadc1);......
3.3 更多的校准模式对于更多的系列，因为自己目前没有用到，我也没有一个一个去找，但是通过资料了解到，对于有些型号，比如 stm32f4 系列的，adc的校准由硬件自动执行，不需要额外的调用 adc 校准函数。
虽然我没有去试，但是这个硬件自动执行校准在 stm32cubemx 中应该可以选择，因为他需要使能，在程序中的体现为：
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共模校准：
/* 使能共模校准 */hal_adcex_calibration_start(&hadc, adc_calib_offset, adc_single_ended);/* 等待共模校准完成 */while (hal_adcex_calibration_getstate(&hadc) != hal_adc_calibration_state_completed);差分共模校准：
/*使能差分共模校准 */hal_adcex_calibration_start(&hadc, adc_calib_offset, adc_differential_ended);/* 等待差分共模校准完成 */while (hal_adcex_calibration_getstate(&hadc) != hal_adc_calibration_state_completed);上面的 adc_calib_offset 是指定进行偏置校准。
结语好了，本文是自己在使用过程中遇到的一个小问题，但确实直接度娘找不到我需要的答案，所以自己花费了些功夫查了一下，当然也记录说明一下，希望对大家能够有帮助！
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