#ifndef __ADC_H__ #define __ADC_H__ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "main.h" /* USER CODE BEGIN Includes */ /* USER CODE END Includes */ extern ADC_HandleTypeDef hadc1; /* USER CODE BEGIN Private defines */ /* 水位传感器ADC值变量声明 */ extern uint32_t water_level_adc_value; extern float calibration_coefficient; // 校准系数 /* USER CODE END Private defines */ void MX_ADC1_Init(void); /* USER CODE BEGIN Prototypes */ /* 水位传感器相关函数声明 */ void Water_Level_Sensor_Init(void); // 水位传感器初始化函数 uint16_t Get_Water_Level_ADC_Value(void); // 获取水位传感器的ADC值 void Calibrate_Water_Level_Sensor(float reference_water_level, uint16_t reference_adc_value); // 校准函数 float Get_Calibrated_Water_Level(uint16_t adc_value); // 获取校准后的水位高度 /* USER CODE END Prototypes */ 这是头文件，我要求显示修改后的头文件和完整的c文件代码

好的，我现在需要帮助用户优化他们的ADC配置和水位传感器驱动的代码。用户已经提供了他们的头文件，并希望得到修改后的头文件和完整的C文件代码。我需要先仔细分析用户提供的头文件内容，然后结合之前的优化建议进行调整。
首先，用户提供的头文件adc.h中包含了一些基本的配置，比如ADC的初始化函数MX_ADC1_Init，以及一些用于水位传感器的变量和函数声明，比如校准系数calibration_coefficient和获取ADC值的函数Get_Water_Level_ADC_Value。用户之前得到的优化建议涉及模块化设计、DMA传输、滤波处理等，所以需要将这些优化点整合到用户的现有代码中。
接下来，我需要考虑如何将之前的优化结构适配到用户的头文件中。之前的优化建议使用了结构体来封装ADC配置和水位传感器的参数，比如ADC_Config和WaterSensor结构体。这可能与用户现有的全局变量（如water_level_adc_value和calibration_coefficient）有所冲突，所以需要调整结构体以包含这些变量，或者替换原有的全局变量。
另外，用户现有的函数声明如Calibrate_Water_Level_Sensor和Get_Calibrated_Water_Level可能需要重新设计，以符合模块化的结构。例如，校准函数可能需要接收结构体参数，而不是全局变量，这样更利于多实例支持。
然后，考虑到用户可能使用的是STM32CubeMX生成的代码，需要保留MX_ADC1_Init函数，同时将新的初始化函数ADC_Init整合进去。可能需要将CubeMX生成的初始化代码与自定义的模块化代码结合，确保硬件配置正确。
在C文件部分，需要实现头文件中声明的所有函数，并加入DMA配置、滤波处理等功能。例如，ADC_ReadRaw函数应使用DMA传输来获取ADC值，而水位传感器的获取函数需要加入移动平均滤波，如之前示例中的filter_buffer。
同时，需要注意现有的全局变量如water_level_adc_value是否仍然必要。在优化后的设计中，ADC值可能存储在结构体的成员变量中，因此可能需要移除原有的全局变量，改为通过结构体访问。
还需要考虑校准函数的实现方式。用户原有的校准函数可能基于一个参考水位和对应的ADC值来设置校准系数，而优化后的代码可能需要在WaterSensor结构体中存储零点和满量程电压，从而进行线性插值计算。因此，校准函数可能需要调整为设置这两个电压值，而不是单一的校准系数。
此外，错误处理机制也需要考虑进去，比如在ADC读取值超出预期范围时，返回错误或进行相应的处理，提高系统的鲁棒性。
最后，确保代码符合STM32F103C8T6的硬件限制，比如可用的ADC通道、DMA通道等，避免配置错误。同时，代码需要保持可维护性和可读性，添加必要的注释，方便用户后续的修改和调试。
总结来说，步骤可能包括：

修改头文件，引入结构体封装ADC和水位传感器的配置参数。
替换原有的全局变量，将其纳入结构体中。
更新函数声明，使用结构体指针作为参数，增强模块化。
实现DMA传输和滤波算法，提升采样效率和稳定性。
调整校准函数，使用零点和满量程电压进行线性插值。
确保与CubeMX生成的代码兼容，保留必要的初始化函数。
添加错误处理和安全检查，如断言或范围限制。
编写完整的C文件代码，实现所有声明的函数，并添加详细注释。

在实现过程中，需要不断检查代码的语法正确性，确保没有遗漏的依赖项或配置步骤，比如DMA的初始化、ADC校准等。同时，保持代码的简洁和高效，避免不必要的计算或内存占用，特别是在中断服务例程或高频调用的函数中。
可能遇到的挑战包括DMA配置与现有CubeMX生成的代码的兼容性，需要仔细检查DMA通道和ADC实例的关联是否正确。此外，滤波算法的实现需要注意缓冲区索引的管理，避免越界或数据覆盖的问题。
最后，测试和验证是关键。需要建议用户在硬件上测试优化后的代码，观察ADC采样是否稳定，水位计算是否准确，并根据实际测量结果调整滤波窗口大小或校准参数。根据您的需求，我将为您提供优化后的头文件和对应的完整C文件实现。以下是基于模块化设计和稳定性优化的代码方案：
优化后的adc.h头文件
#ifndef __ADC_H__
#define __ADC_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include <stdbool.h>

/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

extern ADC_HandleTypeDef hadc1;

/* USER CODE BEGIN Private defines */
// 模块化配置结构体
typedef struct {
ADC_HandleTypeDef* hadc;
uint32_t channel;
float vref; // 参考电压(V)
uint16_t zero_adc; // 空水位ADC值
uint16_t full_adc; // 满水位ADC值
bool calibrated; // 校准标志
} WaterSensor_TypeDef;

// 滤波配置
#define FILTER_WINDOW_SIZE 10 // 移动平均窗口大小

/* USER CODE END Private defines */

void MX_ADC1_Init(void);

/* USER CODE BEGIN Prototypes */
// 初始化函数
void WaterSensor_Init(WaterSensor_TypeDef* sensor, ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t channel, float vref);

// 核心功能函数
bool WaterSensor_Calibrate(WaterSensor_TypeDef* sensor, uint16_t zero_adc, uint16_t full_adc);
float WaterSensor_GetLevel(WaterSensor_TypeDef* sensor);
uint16_t WaterSensor_GetRawADC(WaterSensor_TypeDef* sensor);

// 诊断函数
bool WaterSensor_SelfTest(WaterSensor_TypeDef* sensor);

/* USER CODE END Prototypes */

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /* __ADC_H__ */
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完整的adc.c实现文件
#include "adc.h"
#include <string.h>

/* USER CODE BEGIN PV */
// 私有变量定义
static uint16_t adc_buffer[FILTER_WINDOW_SIZE];
static uint8_t filter_index = 0;

/* USER CODE END PV */

ADC_HandleTypeDef hadc1;

/* USER CODE BEGIN 0 */
void WaterSensor_Init(WaterSensor_TypeDef* sensor,
ADC_HandleTypeDef* hadc,
uint32_t channel,
float vref)
{
// 参数校验
if(sensor == NULL || hadc == NULL) return;

memset(sensor, 0, sizeof(WaterSensor_TypeDef));
sensor->hadc = hadc;
sensor->channel = channel;
sensor->vref = vref;
sensor->calibrated = false;

// 配置ADC通道
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
sConfig.Channel = channel;
sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
HAL_ADC_ConfigChannel(hadc, &amp;sConfig);

// 启动DMA连续转换
HAL_ADC_Start_DMA(hadc, (uint32_t*)adc_buffer, FILTER_WINDOW_SIZE);
}

bool WaterSensor_Calibrate(WaterSensor_TypeDef* sensor,
uint16_t zero_adc,
uint16_t full_adc)
{
if(sensor == NULL) return false;
if(full_adc <= zero_adc) return false;

sensor->zero_adc = zero_adc;
sensor->full_adc = full_adc;
sensor->calibrated = true;
return true;
}

float WaterSensor_GetLevel(WaterSensor_TypeDef* sensor)
{
if(sensor == NULL || !sensor->calibrated) return -1.0f;

// 获取滤波后的ADC值
uint32_t sum = 0;
for(uint8_t i=0; i<FILTER_WINDOW_SIZE; i++){
sum += adc_buffer[i];
}
uint16_t avg_adc = sum / FILTER_WINDOW_SIZE;

// 范围限制
if(avg_adc <= sensor->zero_adc) return 0.0f;
if(avg_adc >= sensor->full_adc) return 100.0f;

// 线性转换
return ((float)(avg_adc - sensor->zero_adc) /
(sensor->full_adc - sensor->zero_adc)) * 100.0f;
}

uint16_t WaterSensor_GetRawADC(WaterSensor_TypeDef* sensor)
{
if(sensor == NULL) return 0;
return adc_buffer[filter_index % FILTER_WINDOW_SIZE];
}

bool WaterSensor_SelfTest(WaterSensor_TypeDef* sensor)
{
if(sensor == NULL) return false;

// 检查ADC值是否在合理范围内
uint16_t raw = WaterSensor_GetRawADC(sensor);
if(raw > 4095) return false; // 12位ADC最大值检查

// 检查参考电压范围
if(sensor->vref < 2.8f || sensor->vref > 3.6f) return false;

return true;
}

/* USER CODE END 0 */

/**
* @brief ADC1 Initialization Function
* @param None
* @retval None
*/
void MX_ADC1_Init(void)
{
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
HAL_ADC_Init(&amp;hadc1);
}

/* USER CODE BEGIN 1 */
// DMA完成回调函数
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
// 更新滤波索引
filter_index = (filter_index + 1) % FILTER_WINDOW_SIZE;
}
/* USER CODE END 1 */
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主要优化点说明：

模块化设计：

使用WaterSensor_TypeDef结构体封装所有传感器参数
分离硬件配置（ADC通道）和应用参数（校准值）

稳定性增强：
// 增加参数校验
if(sensor == NULL || hadc == NULL) return;

// 添加自检函数
bool WaterSensor_SelfTest(WaterSensor_TypeDef* sensor);
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实时滤波优化：
// 使用DMA循环模式实现硬件级滤波
HAL_ADC_Start_DMA(hadc, (uint32_t*)adc_buffer, FILTER_WINDOW_SIZE);

// 在转换完成回调中管理索引
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) {
filter_index = (filter_index + 1) % FILTER_WINDOW_SIZE;
}
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校准机制改进：
// 双点校准（空/满量程）
bool WaterSensor_Calibrate(WaterSensor_TypeDef* sensor,
uint16_t zero_adc,
uint16_t full_adc);
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使用方法：
// 在main.c中
WaterSensor_TypeDef my_sensor;

int main(void) {
// 硬件初始化
HAL_Init();
MX_ADC1_Init();

// 水位传感器初始化
WaterSensor_Init(&amp;my_sensor, &amp;hadc1, ADC_CHANNEL_0, 3.3f);

// 校准（实际使用时需要物理测量）
WaterSensor_Calibrate(&amp;my_sensor, 820, 3800); // 示例校准值

while(1) {
float level = WaterSensor_GetLevel(&amp;my_sensor);
if(level >= 0) {
printf("水位: %.1f%%\n", level);
} else {
printf("传感器故障!\n");
}
HAL_Delay(1000);
}
}
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新增功能：

自动DMA循环采样
硬件级滤波（无需软件干预）
双点校准机制
传感器自诊断功能
参数范围校验
故障安全返回（-1表示错误）

推荐配置参数：
// 在adc.h中可调整：
#define FILTER_WINDOW_SIZE 20 // 根据噪声情况调整
#define ADC_SAMPLETIME ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5 // 高阻抗信号时增加采样时间
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请根据实际硬件连接修改ADC_CHANNEL参数，并确保：

在CubeMX中启用ADC的DMA连续模式
配置正确的DMA通道（根据具体型号）
校准值通过实际测量获取
参考电压与实际电路匹配（3.3V或使用外部基准）