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→06-DAC实验
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来是ADC引脚初始化。
=== 硬件设计 ===
选择STM32L4引脚PA4作为模拟输出（DAC）引脚，配置PA7作为ADC引脚。
此实验测试的时候，由于选择的PA4及PA7引脚被显示屏占用，所以我们需要拔下显示屏，然后使用杜邦线短接PA4及PA7引脚。
[[文件:NBDK-SCH-DAC.png|边框|居中|无框|333x333像素]]
==== stm32l4xx_hal_conf.h ====
此文件位于“06-光敏二极管实验DAC实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。
此例程我们主要给大家展示STM32L4的DAC功能，所以我们宏定义中打开DAC相关的。<syntaxhighlight lang="c" line="1" start="103">
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来分别初始化了ADC以及DAC引脚配置。
{
HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,value); // 配置CH1 12位右对齐模拟输出
}
</syntaxhighlight>
== 07-温湿度实验 ==
此实验给大家展示的是利用STM32L476的I2C外设功能，去获取sht20温湿度传感器采集的温湿度数据。并且将获取到的数据转换成真实的温湿度数据，格式化打印到串口显示。
=== STM32L476 I2C简介 ===
=== 硬件设计 ===
选择STM32L4引脚PB13作为I2C SCL引脚，PB14作为I2C SDA引脚。
[[文件:NBDK-SCH-SHT20.png|边框|居中|无框|353x353像素]]
=== 实验准备 ===
# 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
# 使用miniUSB线，连接PC与开发板USB接口。
# 将SW1拨到DBG端，SW2拨到MCU。
# 使用Keil打开基础实验 07-温湿度实验工程。
# 使用Xshell打开Jlink虚拟出的COM口
# 下载程序，并完成功能测试。
=== 实验验证 ===
下载完成后，打开COM口，可以看到每隔500ms打印一次采集到的温湿度数据。
在采集的过程中，我们将手指按在SHT20上，可以看到温度和湿度都在上升，例如温度，由开始的20.4°C上升到最终的26.7°C。
[[文件:NBDK-XSHELL-SHT20.png|边框|居中|无框|759x759像素]]
=== 源码详解 ===
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
==== stm32l4xx_hal_conf.h ====
此文件位于“07-温湿度实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。
此例程我们主要给大家展示STM32L4的I2C功能，所以我们宏定义中打开I2C相关的。<syntaxhighlight lang="c" line="1" start="103">
// 使能的宏
#define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
#define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
#define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
#define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
#define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
#define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
#define HAL_UART_MODULE_ENABLED // UART
#define HAL_DMA_MODULE_ENABLED // DMA
#define HAL_ADC_MODULE_ENABLED // ADC
#define HAL_DAC_MODULE_ENABLED // DAC
#define HAL_I2C_MODULE_ENABLED // I2C
</syntaxhighlight>
==== main.c ====
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来我们初始化了串口部分，目的是打印采集到的温湿度数据。
接下来初始化I2C引脚。
在while()循环中，我们每隔500ms采集一次温湿度的值，并且将采集的温湿度值转化成真实值，格式化打印到串口显示。
<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="33">
int main(void)
{
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
// 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
HAL_Init();
// 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
SystemClock_Config();
// 初始化串口USART1
MX_USART1_UART_Init();
// 初始化I2C2
MX_I2C2_Init();
//
while (1)
{
HAL_Delay(500);
printf("Temp = %.1f\r\n",SHT20_Convert(SHT20_ReadTemp(),1));
printf("RH = %.1f%%\r\n",SHT20_Convert(SHT20_ReadRH(),0));
}
}
</syntaxhighlight>
==== gyu_util.c ====
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="49">
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
// 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
__HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
// 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
|RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
// 配置HSE
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
// 配置LSE
RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
// 配置HSI
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
// 配置PLL
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
// RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
// 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
// RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
// 初始化外设时钟
PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
|RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
|RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
// 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
// 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
// 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
// 配置系统定时器，配置为HCLK
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
// 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}
</syntaxhighlight>
==== gyu_i2c.c ====
在讲解i2c代码之前，我们先给大家讲解一下参数Timing，这个值是通过计算得来的，在STM32芯片手册的P1238页有计算公式说明，我们这边偷懒，利用STM32CUBE里面的配置功能，对应SHT20的I2C参数要求。
我们配置I2C时钟为100KHz，Rise Time 300ns，Fall Time 100ns。最终得出Timing值为0x10D05E82。
[[文件:NBDK-DS-SHT20.png|边框|居中|无框|557x557像素]]
[[文件:NBDK-CUBE-SHT20.png|边框|居中|无框|643x643像素]]
初始化I2C引脚，选择的I2C2。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="36">
void MX_I2C2_Init(void)
{
hi2c2.Instance = I2C2; // I2C寄存器基础地址，定义为I2C2的
hi2c2.Init.Timing = 0x10D05E82; // 指定I2C_TIMINGR寄存器值，此值必须在I2C初始化之前配置
if (HAL_I2C_Init(&hi2c2) != HAL_OK) // 初始化I2C2
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__); // 如果初始化失败，则进入错误处理
}
}
</syntaxhighlight>定义I2C2功能引脚，选择PB13为SCL引脚，PB14为SDA引脚。并且使能GPIOB以及I2C2的时钟。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="55">
void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{
// 使能GPIOB引脚时钟，因为选择的I2C引脚均在PB上
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
// 定义GPIO结构
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
// 判断I2C是否选择的是I2C2
if(i2cHandle->Instance==I2C2)
{
// I2C2引脚配置
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14; // 选择PB13为SCL引脚，PB14为SDA引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD; // 外设功能为开漏模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; // 高速模式
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C2; // 外设引脚选择I2C2
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); // 初始化IO配置
// 使能I2C2时钟
__HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();
}
}
</syntaxhighlight>I2C发送数据的函数。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="89">
uint8_t HAL_I2C_Send(uint8_t addr , uint8_t *pData, uint16_t len)
{
// 判断是否存在数据，不存在返回HAL_ERROR
if(len == 0 || pData == 0)
{
return HAL_ERROR;
}
// 发送数据，并返回发送状态
return HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2,addr,pData,len,100);
}
</syntaxhighlight>I2C接收数据的函数。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="111">
uint8_t HAL_I2C_Read(uint8_t addr, uint8_t *pData, uint16_t len)
{
// 判断是否存在数据，不存在返回HAL_ERROR
if(len == 0 || pData == 0)
{
return HAL_ERROR;
}
// 接收数据，并返回接收状态
return HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2,addr,pData,len,100);
}
</syntaxhighlight>
==== gyu_sht20.c ====
<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="52">
uint16_t SHT20_ReadTemp(void)
{
uint16_t temp = 0;
// 发送“读取温度指令”
uint8_t cmd = SHT20_MEASURE_TEMP_CMD;
HAL_I2C_Send(SHT20_WRITE_ADDR,&cmd,1);
// 获取温度采集值，3位数据分别为：Data(MSB)、Data(LSB)、CheckSum
uint8_t pDATA[3] = {0,0,0};
HAL_I2C_Read(SHT20_READ_ADDR,pDATA,3);
// 计算出真实的采集值，保留14bit（MSB 8bit、LSB 高6bit）
temp = pDATA[0];
temp <<= 8;
temp += (pDATA[1] & 0xfc);
// 返回温度采集值
return temp;
}
</syntaxhighlight><syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="81">
uint16_t SHT20_ReadRH(void)
{
uint16_t rh = 0;
// 发送“读取湿度指令”
uint8_t cmd = SHT20_MEASURE_RH_CMD;
HAL_I2C_Send(SHT20_WRITE_ADDR,&cmd,1);
// 获取湿度采集值，3位数据分别为：Data(MSB)、Data(LSB)、CheckSum
uint8_t pDATA[3] = {0,0,0};
HAL_I2C_Read(SHT20_READ_ADDR,pDATA,3);
// 计算出真实的采集值，保留12bit（MSB 8bit、LSB 高4bit）
rh = pDATA[0];
rh <<= 8;
rh += (pDATA[1] & 0xf0);
// 返回湿度采集值
return rh;
}
</syntaxhighlight><syntaxhighlight line="1" start="110">
void SHT20_SoftReset(void)
{
// 发送SHT20软件复位指令
uint8_t cmd = SHT20_MEASURE_RH_CMD;
HAL_I2C_Send(SHT20_WRITE_ADDR,&cmd,1);
}
</syntaxhighlight><syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="127">
float SHT20_Convert(uint16_t value,uint8_t isTemp)
{
float tmp = 0.0;
// 判断本次需要转换的值是温度还是湿度
if(isTemp)
{
tmp = -46.85 + (175.72* value)/(1 << 16); // 温度值转换，公式：T = -46.85 + 175.72*(S/2^16)
}
else
{
tmp = -6 + (125.0 *value)/(1<<16); // 湿度值转换，公式：RH = -6.00 + 125.00*(S/2^16)
}
return tmp;
}
</syntaxhighlight>