一、项目背景与原理

1.1 项目目标

本项目的核心目标是：

• 用 STM32 自带的 ADC 读取光敏电阻的模拟电压值

• 利用 DMA 实现数据的自动传输，解放 CPU 资源

• 将采集到的数据通过 USART 串口发送到电脑，在串口助手上实时显示

1.2 关键技术原理

• 光敏电阻：光照越强，电阻值越小。通过分压电路将电阻变化转化为电压变化，再由 ADC 采集电压值。

• ADC（模数转换器）：将光敏电阻输出的连续模拟电压，转换为单片机能处理的数字信号（12 位精度，数值范围 0~4095）。

• DMA（直接存储器访问）：让数据从 ADC 外设直接传输到内存，无需 CPU 干预，实现高效连续采样。

• USART 串口通信：将采集到的数字数据，通过串口发送到电脑端的串口助手进行显示。

二、硬件连接

我使用的是 STM32F103VET6 开发板，硬件连接非常简单：

• 光敏电阻电路：由于是集成在STM32F103VET6 开发板上的，不用进行硬件的连接，下面我就放上它的原理图。

我对原理图的认识如下（可能存在错误，若有理解错误的地方请大家谅解）：电路分为两路独立的信号采集通道，最终都通过排针J3连接到 STM32 的PC1和PC2引脚（ADC1 输入通道）。

通道 12（PC2）：光敏电阻分压采集通道。

通道 11（PC1）：可调分压采集通道。

此张表格信息来自高博士ppt或哔哩哔哩网课

以上图片的解释来自AI。若是大家仍然有不理解的地方，可以参考以下链接的课程内容。

[13-02]STM32的ADC外设详解_哔哩哔哩_bilibili

• 串口连接：

  • STM32 的 USART1_TX（PA9） 接 USB 转 TTL 模块的 RX

  • STM32 的 USART1_RX（PA10） 接 USB 转 TTL 模块的 TX

  • 开发板和 USB 转 TTL 模块的 GND 共地。

三、CubeMX 配置（硬核操作过程）

3.1 基础配置

1. 新建工程：ADC_DMA_USART_2，选择对应的 STM32F103VET6 芯片。

2. 配置 RCC 时钟，使用外部晶振，将系统时钟配置为 72MHz。

3. 配置 SYS，选择 Serial Wire 调试模式。

3.2 ADC1配置

1. 模式选择：Scan Conversion Mode 扫描模式 关闭

2. Continuous Conversion Mode 连续转换 开启

3. 转换通道数：Number Of Conversion 设置为 2

4. 通道配置：

   • Rank1：ADC1_IN11 （PC1 电位器）

   • Rank2：ADC1_IN12 （PC2 光敏电阻）

5. 采样时间都设为：55.5 Cycles（数值更稳定）

这个adc1选择了11和12通道，时钟会跳出来一个红色的警告

我把右下角这里调整了一下，红色的警告就消失了

3.3 DMA 配置

在 ADC1 设置中，开启 DMA请求。

3.4 USART 配置

1. 打开 USART1，模式选择 异步通信。

2. 波特率设置为 115200，数据位 8，无校验位，停止位 1。

配置完成后，点击菜单栏上面的小齿轮生成初始化代码。

进入到main.c代码，增加用户代码以及计算的公式。

借助AI工具，它提供了一定的代码给我们（软件自己会生成一定代码，会有点代码重复）

#include <stdio.h> //标准输入输出头文件，支持printf、scanf
#include <string.h> // 字符串处理头文件，支持strlen、strcmp、strcpy等

ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
UART_HandleTypeDef huart1;

代码在软件中粘贴后的情况

#define ADC_DMA_BATCH_LEN 2 //ADC DMA一次搬运数据个数
uint16_t adc_dma_buffer[ADC_DMA_BATCH_LEN]; //ADC DMA接收缓冲区，存放ADC采样原始值
uint8_t adc_dma_cplt_flg = 0; // ADC DMA传输完成标志位：0未完成，1完成

#define ADC_VREF_PLUS 3300.0f //ADC参考电压 3.3V，单位mV
#define ADC_RESOLUTION 4095.0f //ADC分辨率 12位 最大数值 0~4095

代码在软件中粘贴后的情况

由于写本篇博客文章，中间有断开，写文章的时间不是连续，不是一气呵成的。中间可能就有一点问题，且代码是基于AI辅助做成的，为了大家方便，我这里就把main.c代码直接放在了下方。

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2026 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */

#include "main.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>

ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
UART_HandleTypeDef huart1;

/* USER CODE BEGIN PV */
#define ADC_DMA_BATCH_LEN 2
uint16_t adc_dma_buffer[ADC_DMA_BATCH_LEN];
uint8_t adc_dma_cplt_flg = 0;

#define ADC_VREF_PLUS 3300.0f
#define ADC_RESOLUTION 4095.0f
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 0 */
float ADC_Value_To_Volt(uint16_t adc_value)
{
	return (float)adc_value * ADC_VREF_PLUS / ADC_RESOLUTION / 1000.0f;
}

float Volt_To_LightRes(float volt)
{
	return (volt * 10.0f) / (3.3f - volt);
}

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
	if (hadc->Instance == ADC1)
	{
		HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);
		adc_dma_cplt_flg = 1;
	}
}
/* USER CODE END 0 */

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

int main(void)
{
	HAL_Init();
	SystemClock_Config();

	MX_GPIO_Init();
	MX_DMA_Init();
	MX_ADC1_Init();
	MX_USART1_UART_Init();

	/* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)adc_dma_buffer, ADC_DMA_BATCH_LEN);
	/* USER CODE END 2 */

	while (1)
	{
		if (adc_dma_cplt_flg)
		{
			char buf[64];
			float light_volt = ADC_Value_To_Volt(adc_dma_buffer[1]);
			float light_res = Volt_To_LightRes(light_volt);

			sprintf(buf, "LIGHT: ADC=%d | %.2fV | %.2fkΩ\r\n",
					adc_dma_buffer[1], light_volt, light_res);

			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)buf, strlen(buf), 100);

			adc_dma_buffer[0] = 0;
			adc_dma_buffer[1] = 0;
			HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)adc_dma_buffer, ADC_DMA_BATCH_LEN);
			adc_dma_cplt_flg = 0;
		}
		HAL_Delay(200);
	}
}

void SystemClock_Config(void)
{
	RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
	RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
	RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

	RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
	RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
	RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
	RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
	if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}

	RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
	RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
	RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
	RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
	RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

	if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
	PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
	PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
	if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
}

static void MX_ADC1_Init(void)
{
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

	hadc1.Instance = ADC1;
	hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE;
	hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
	hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
	hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
	hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
	hadc1.Init.NbrOfConversion = 2;
	if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}

	sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_11;
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
	if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}

	sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_12;
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2;
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
	if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
}

static void MX_USART1_UART_Init(void)
{
	huart1.Instance = USART1;
	huart1.Init.BaudRate = 115200;
	huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
	huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
	huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
	huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
	huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
	huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
	if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
}

static void MX_DMA_Init(void)
{
	__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

	HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);
	HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
	__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
}

void Error_Handler(void)
{
	__disable_irq();
	while (1)
	{
	}
}

#ifdef USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
}
#endif

大家可以对比一下，借助ai分析解析一下代码内容

3.5  编译无误以后将代码烧录进单片机

3.6 打开串口助手，观察代码运行后的实验情况

串口助手有网页版也有电脑端的，大家可以自行选择。

为了方便，我这里就用了波特律动网页版串口助手，网址如下：

串口设置

光敏电阻无遮挡的情况（LIGHT: ADC=816 | 0.66V | 2.49kΩ  大致在这个范围内波动）

光敏电阻手指遮挡的情况（LIGHT: ADC=2734 | 2.20V | 20.09kΩ 大致在这个范围内波动）

光敏电阻特性：

• 光线越强 → 电阻越小
• 光线越暗 → 电阻越大

数据算是符合物理规律

相关的操作视频请各位小伙伴，关注我的哔哩哔哩视频动态，实验有问题的话可以在博客的评论区或者视频的评论区留言，感谢各位小伙伴的支撑，大家一起共同进步！！

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3.7 基于AI的实验总结