9.4.2 数字电压表设计
1.任务要求
请利用滑动变阻器、ADC、USART设计一个数字电压表，ADC实时采集滑动变阻器上的电压，将采集到的电压值通过串口2上传到计算机串口调试助手，并在本地LCD1602上显示。请设计程序，并通过Proteus完成仿真和调试。
2.硬件设计
数字电压表硬件电路如图9.7所示，STM32的PB0外接滑动变阻器，通过调节RV1，PB0接口的电压将会发生变化；串口1对应的PA9、PA10通过CH340与上位机USB相连；LCD1602的数据端和控制端分别与PC0～PC10相连。
图9.7 数字电压表硬件电路
3.软件设计
选用STM32F1系列MCU的ADC1，从PB0（Channel8）外接滑动变阻器。ADC采用规则通道，n=1；以软件触发方式启动ADC转换；采样时间设置为1.5个采样周期；设置ADC的数据格式为右对齐；采用单一转换模式；设置为ADC中断；系统时钟设置为8 MHz。ADC配置如图9.8所示。
图9.8 ADC配置
串口采用USART2，通过PA2（TXD）、PA3（RXD）与计算机通信，将ADC采集的电压值传到串口调试助手。配置波特率为115 200 bit/s、数据位为8位、停止位为1位、无校验位。(https://www.daowen.com)
LCD1602的数据端和使能端分别与PC0～PC10相连，PC0～PC7与LCD1602的D0～D7相连，PC8～PC10分别与LCD1602的RS、R/W和E接口相连，PC0～PC10接口设置为输出。
将上述参数通过STM32CubeMX生成MDK工程文件，在ADC中断服务程序的回调函数中添加读取ADC结果值的程序，在main（）函数中添加串口发送程序。ADC、USART、GPIO和NVIC由软件自动生成初始化代码，无须修改。主程序和ADC回调函数如下。
另外，也可以采用轮询模式获取ADC转换值，程序如下。
4.仿真与调试
在Proteus中绘制仿真电路图，PC0～PC10连接LCD1602，PA2（TXD）、PA3（RXD）外接串口虚拟终端Virtual Terminal，PB0外接滑动变阻器，调节滑动变阻器可改变送到ADC_CHANNEL_8的电压值，进而通过内部ADC进行转换，并在LCD1602上显示被测的电压值，并以每秒1次的速度上传到串口2，仿真电路图与调试效果如图9.9所示。
图9.9 仿真电路图与调试效果
