【沁恒CH32V307开发板测评】ADC测试

本篇来测试一下CH32V307的ADC性能
一、何谓ADC
ADC是模数转换器，就是将自然界中的模拟信息转换为芯片能够识别的数字信号，说人话就是你可以把 ADC 想象成一个​​超级“翻译官”​​。
我们生活的世界本质上是一个​​模拟​​的世界。什么是模拟呢？就是“连续变化”的。比如：

• 你说话的声音：​​ 音量大小是连续变化的波形。
• 你感受到的温度：​​ 温度计的汞柱是连续上升或下降的。
• ​​阳光的亮度：​​ 从清晨到正午，光线是逐渐变亮的。
• ​​你按下按键的力度：​​ 可以轻轻按，也可以重重按。
  

但是，我们最常用的电子设备（电脑、手机、数码相机、智能手表等），它们的“大脑”（处理器/芯片）只能理解和处理​​数字​​信息，也就是 “0” 和 “1” 组成的代码。它们很“笨”，听不懂这种连续变化的“模拟语言”。
​​这时，ADC 就登场了！​​
​​ADC​​ 的全名是 ​​模数转换器​​。简单来说，它的工作就是：

• “听”或“看”模拟信号：​​（声音的波、光线的强度、温度的高低、电压的大小等等）。
• “数数”和“分级”：​​ 它会按照一个非常精细的“刻度尺”，把这个连续变化的信号，分割成很多很多个小小的“台阶”。
• ​​“翻译”成数字：​​ 然后，它会测量每一个“台阶”的高度（或者位置），并用一串由“0”和“1”组成的​​二进制数字​​来表示这个高度。这个过程就叫​​“采样”​​。
  

​​最终结果：​​ 原本那个连续变化的、模拟世界的信号（比如你说话的声音波形），被 ADC 转换成一连串精确的​​数字代码​​。这个数字代码就能被电脑、手机芯片读取、存储、处理、传输了！

二、CH32V307的模数转换器的特点
特点：
1、12 位分辨率
2、支持 16 个外部通道和 2 个内部信号源采样
3、多通道的多种采样转换方式：单次、连续、扫描、触发、间断等
4、数据对齐模式：左对齐、右对齐
5、采样时间可按通道分别编程
6、规则转换和注入转换均支持外部触发
7、模拟看门狗监测通道电压，自校准功能
8、双重模式
9、ADC 通道输入范围：0≤VIN≤VDDA
10、输入增益可调，可实现小信号放大采样
11、可以通过模拟看门狗功能监测通道电压是否在阈值范围内。
框图如下：


三、CH32V307得ADC实际验证

1、新建工程
步骤省略
2、编写ADC初始化代码

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void  ADC_Function_Init(void)

{

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure={0};

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};

    //开启时钟

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE );

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1  , ENABLE );

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC2  , ENABLE );

    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

    //配置引脚

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 |GPIO_Pin_3;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    ADC_DeInit(ADC1);

    ADC_DeInit(ADC2);

    //配置ADC参数

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_RegSimult;

    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 2;

    ADC_InitStructure.ADC_OutputBuffer = ADC_OutputBuffer_Disable;

    ADC_InitStructure.ADC_Pga = ADC_Pga_1;



    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    //ADC规则通道配置

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );



    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);



    ADC_BufferCmd(ADC1, DISABLE);   //disable buffer

    //开启校准

    ADC_ResetCalibration(ADC1);

    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

    ADC_StartCalibration(ADC1);

    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

    Calibrattion_Val1 = Get_CalibrationValue(ADC1);



    ADC_Init(ADC2, &ADC_InitStructure);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );

    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_3, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5 );

    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC2, ENABLE);

    ADC_Cmd(ADC2, ENABLE);



    ADC_BufferCmd(ADC2, DISABLE);   //disable buffer

    ADC_ResetCalibration(ADC2);

    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2));

    ADC_StartCalibration(ADC2);

    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC2));

    Calibrattion_Val2 = Get_CalibrationValue(ADC2);

    

}

3、配置DMA

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void DMA_Tx_Init( DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx, u32 ppadr, u32 memadr, u16 bufsize)

{

    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure={0};

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure={0};



    RCC_AHBPeriphClockCmd( RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE );



    DMA_DeInit(DMA_CHx);

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ppadr;

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = memadr;

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = bufsize;

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;

    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;

    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

    DMA_Init( DMA_CHx, &DMA_InitStructure );



    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel1_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);



    DMA_ITConfig( DMA1_Channel1, DMA_IT_TC | DMA_IT_HT | DMA_IT_TE, ENABLE );

}

4、DMA中断函数配置

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//中断函数声明

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)   __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));



void DMA1_Channel1_IRQHandler()

{

    if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)==SET )

    {

        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_GL1);



        Adc_Val[0]=TxBuf[0]&0xffff;//PA0

        Adc_Val[1]=(TxBuf[0]>>16)&0xffff;//PA2

        Adc_Val[2]=TxBuf[1]&0xffff;//PA1

        Adc_Val[3]=(TxBuf[1]>>16)&0xffff;//PA3

    }

}

5、设置浮点数输出

6、实测数据
1）串口输出

2）根据串口的输出数据绘制曲线
四个通道的数据如下





可以看到通道0和1的波动比较大，在40mV左右，通道2和3的波动不大，在6mV左右。
3）使用万一万用表测量，4个被测点的电压，基本都在3.274V，与ADC实测值，相差20mV，误差接近0.7%.还算比较准吧

综上，CH32V307 ADC用于对于精度不高的场合，还是绰绰有余的。