如何精准读取STM32内部温度传感器数据

作为一名嵌入式工程师，监控芯片温度是保证系统稳定运行的重要任务。大多数STM32微控制器内部都集成了温度传感器，但如何正确读取并获取准确数值却暗藏玄机。

本文将深入探讨STM32内部温度传感器的工作原理、实现方法。

STM32 系列 MCU 内部温度传感器是一枚二极管型传感器，其输出电压与温度成线性关系。

温度传感器的输出经片内多路复用进入 ADC 通道，再由 ADC 转换为数字值。

厂商在数据手册中提供了两点标定值（在 30°C 和 130°C 时 ADC 采样值 TS_CAL1 与 TS_CAL2，要根据芯片数据手册确定）及对应温度，读出 ADC 值后，可使用线性插值公式计算当前温度：

• TS_CAL2是在 TS_CAL2_TEMP温度下获取的温度传感器校准值（有关 TS_CAL2 的具体值，请参阅数据手册）。
• TS_CAL1是在TS_CAL1_TEMP温度下获取的温度传感器校准值（有关 TS_CAL1 的具体值，请参阅数据手册）。
• TS_DATA是模数转换器（ADC）转换后的实际温度传感器输出值。

正确配置ADC是获取温度数据的基础，在CubeMX的Analog选项卡中，选择ADC模块，勾选“Temperature Sensor Channel”。

对于STM32H7/U5等系列，还需启用内部通道转换（设置VSENSESEL位）。并且配置采样通道。

在启动 ADC 转换前，进行一次 ADC 校准：

ADC1->CR2 |= ADC_CR2_RSTCAL;          // 复位校准寄存器
while (ADC1->CR2 & ADC_CR2_RSTCAL);   // 等待完成
ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CAL;             // 启动校准
while (ADC1->CR2 & ADC_CR2_CAL);      // 等待完成

在 STM32 的 Flash 内，地址 TS_CAL1（0x1FFF75A8）、TS_CAL2（0x1FFF75CA ）存放对应 30°C 和 110°C 时的校准 ADC 值。

注意，不同STM32系列的温度传感器通道和校准值地址有差异。

设计驱动程序如下：

float Read_Temperature(void) {
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    while (HAL_ADC_GetState(&hadc1) != HAL_ADC_STATE_READY);
    uint32_t adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    uint16_t ts_cal1 = *(__IO uint16_t *)0x1FFF75A8;
    uint16_t ts_cal2 = *(__IO uint16_t *)0x1FFF75CA;
    float temperature = (float)(130 - 30) / (ts_cal2 - ts_cal1) * (adc_value - ts_cal1) + 30;
    return temperature;
}