设计并详细描述STM32 ADC在能量检测中的应用，包括不同工作模式的实现和校准过程的程序步骤详解，并用C语言表示出来

STM32 ADC（Analog-to-Digital Converter）在能量检测中的应用通常用于测量电路中的电压或电流等模拟信号，以便于将它们转换为数字值进行进一步处理和分析。这里我们将详细介绍如何设计一个基本的能量检测系统，以及STM32 ADC的不同工作模式、校准过程和C语言编程示例。

首先，STM32 ADC有多种工作模式，如逐次扫描模式（Single Scan）、连续转换模式（Continuous Conversion）和分频扫描模式（Multiplexed Conversion）。其中，逐次扫描模式适合简单的单通道采样，而连续转换模式则适用于需要实时监测的场景。

1. **设置ADC模块**

#include "stm32f4xx_hal.h"

void setup_ADC(ADC_HandleTypeDef* hadc) {
    // 初始化ADC
    hadc->Instance = ADC1; // 假设我们使用ADC1
    HAL_ADC_Init(hadc);
    
    // 设置单次转换模式
    hadc->Init.ScanConvMode = DISABLE;
    hadc->Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    hadc->Init.NbrOfConversion = 1; // 只进行一次转换

    // 选择输入通道
    hadc->Init.Channel = ADC_CHANNEL_0; // 假设我们要测量的是第一个通道
    
    // 开启模数转换
    HAL_ADC_Start(hadc);
}

2. **读取ADC值**

uint16_t read_ADC_value(ADC_HandleTypeDef* hadc) {
    uint16_t adc_result;

    // 等待转换完成
    while (HAL_ADC_GetState(hadc) == HAL_ADC_STATE_BUSY);

    // 获取转换结果
    HAL_ADC_PollForConversion(hadc, timeout); // 超时等待转换
    HAL_ADC_Read(hadc, &adc_result);

    return adc_result;
}

3. **电压或电流计算**
根据测量的电压或电流范围和传感器特性，你需要将ADC值转换回相应的物理量。例如，如果你正在测量电池电压，可能需要除以参考电压并乘以适当的系数：

float calculate_energy(float voltage_adc) {
    float reference_voltage = 3.3F; // STM32供电电压假设为3.3V
    float energy_per_sample = voltage_adc / reference_voltage * battery_capacity_coefficient;

    return energy_per_sample;
}

// 调用上述函数获取每一步的能量测量值
float sample_energy = calculate_energy(read_ADC_value(&hadc));

4. **校准过程**
由于ADC可能会受到温度影响，所以需要定期进行校准。这通常涉及到比较已知的参考电压或通过多次采样获得的平均值。不过，STM32 ADC内部通常已经有自校准功能，你可以查阅相关文档了解如何启用。

**相关问题--:**
1. STM32 ADC有哪些工作模式？
2. 如何在C语言中初始化并开始ADC转换？
3. 除了电压，ADC还能应用于哪些其他类型的能量检测？