通过ADC测量 AVDD电压

发表于 2017-6-25 17:38

/****************************************************************************

 * [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url]     main.c

 * [url=home.php?mod=space&uid=895143]@version[/url]  V2.0

 * $Revision: 1 $

 * $Date: 16/06/22 10:09a $

 * @brief

 *           Measure AVDD voltage by ADC.

 *

 * @note

 * Copyright (C) 2014~2015 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.

 *

 ******************************************************************************/

#include <stdio.h>

#include "NUC123.h"





#define PLL_CLOCK       72000000



#define VBG_VOLTAGE (1200) /* 1.20V = 1200 mV (Typical band-gap voltage) */

#define ADC_SAMPLE_COUNT 128 /* The last line of GetAVDDCodeByADC() need revise when ADC_SAMPLE_COUNT is changed. */

/* For example, if ADC_SAMPLE_COUNT is changed to 64, then the code need revised to "return (u32Sum >> 6);" */



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Define Function Prototypes                                                                              */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void SYS_Init(void);

void UART0_Init(void);

void AdcMeasureAVDD(void);

uint32_t GetAVDDCodeByADC(void);

uint32_t GetAVDDVoltage(void);





/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Define global variables and constants                                                                   */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

volatile uint8_t g_u8ADF;





void SYS_Init(void)

{

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init System Clock                                                                                       */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    /* Enable Internal RC 22.1184MHz clock */

    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk);



    /* Waiting for Internal RC clock ready */

    CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk);



    /* Switch HCLK clock source to Internal RC and HCLK source divide 1 */

    CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLK_S_HIRC, CLK_CLKDIV_HCLK(1));



    /* Enable XT1_OUT(PF.0) and XT1_IN(PF.1) */

    SYS->GPF_MFP |= SYS_GPF_MFP_PF0_XT1_OUT | SYS_GPF_MFP_PF1_XT1_IN;



    /* Enable external XTAL 12MHz clock */

    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_XTL12M_EN_Msk);



    /* Waiting for external XTAL clock ready */

    CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_XTL12M_STB_Msk);



    /* Set core clock as PLL_CLOCK from PLL */

    CLK_SetCoreClock(PLL_CLOCK);



    /* Enable UART module clock */

    CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);



    /* Enable ADC module clock */

    CLK_EnableModuleClock(ADC_MODULE);



    /* Select UART module clock source */

    CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART_S_PLL, CLK_CLKDIV_UART(1));



    /* ADC clock source is 22.1184MHz, set divider to 7, ADC clock is 22.1184/7 MHz */

    CLK_SetModuleClock(ADC_MODULE, CLK_CLKSEL1_ADC_S_HIRC, CLK_CLKDIV_ADC(7));



    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init I/O Multi-function                                                                                 */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    /* Set GPB multi-function pins for UART0 RXD and TXD */

    SYS->GPB_MFP &= ~(SYS_GPB_MFP_PB0_Msk | SYS_GPB_MFP_PB1_Msk);

    SYS->GPB_MFP |= SYS_GPB_MFP_PB0_UART0_RXD | SYS_GPB_MFP_PB1_UART0_TXD;

}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Init UART                                                                                               */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void UART0_Init()

{

    /* Reset IP */

    SYS_ResetModule(UART0_RST);



    /* Configure UART0 and set UART0 Baudrate */

    UART_Open(UART0, 115200);

}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Function: GetAVDDVoltage                                                                                */

/*                                                                                                         */

/* Parameters:                                                                                             */

/*   None.                                                                                                 */

/*                                                                                                         */

/* Returns:                                                                                                */

/*   AVDD voltage(mV).                                                                                     */

/*                                                                                                         */

/* Description:                                                                                            */

/*   Use Band-gap voltage to calculate AVDD voltage                                                        */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

uint32_t GetAVDDVoltage(void)

{

    uint32_t  u32ConversionResult;

    uint64_t u64MvAVDD;



    /* Calculate Vref by using conversion result of VBG */

    u32ConversionResult = GetAVDDCodeByADC();



    /* u32ConversionResult = VBG * 1024 / Vref, Vref = AVDD */

    /* => AVDD = VBG * 1024 / u32ConversionResult */

    u64MvAVDD = (VBG_VOLTAGE << 10) / (uint64_t)u32ConversionResult;



    printf("Conversion result: 0x%X\n", u32ConversionResult);



    return (uint32_t)u64MvAVDD;

}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Function: GetAVDDCodeByADC                                                                              */

/*                                                                                                         */

/* Parameters:                                                                                             */

/*   None.                                                                                                 */

/*                                                                                                         */

/* Returns:                                                                                                */

/*   ADC code of AVDD voltage.                                                                             */

/*                                                                                                         */

/* Description:                                                                                            */

/*   Get ADC conversion result of Band-gap voltage.                                                        */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

uint32_t GetAVDDCodeByADC(void)

{

    uint32_t u32Count, u32Sum, u32Data;



    /* Configure ADC: single-end input, single scan mode, enable ADC analog circuit. */

    ADC_Open(ADC, NULL, ADC_ADCR_ADMD_SINGLE, BIT7);

    /* Configure the analog input source of channel 7 as internal band-gap voltage */

    ADC_CONFIG_CH7(ADC, ADC_ADCHER_PRESEL_INT_BANDGAP);



    /* Power on ADC */

    ADC_POWER_ON(ADC);



    /* Clear conversion finish flag */

    ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);



    /* Enable ADC conversion finish interrupt */

    ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);

    NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);



    g_u8ADF = 0;

    u32Sum = 0;



    /* sample times are according to ADC_SAMPLE_COUNT definition */

    for(u32Count = 0; u32Count < ADC_SAMPLE_COUNT; u32Count++)

    {

        /* Delay for band-gap voltage stability */

        CLK_SysTickDelay(100);



        /* Start A/D conversion */

        ADC_START_CONV(ADC);



        u32Data = 0;

        /* Wait conversion done */

        while(g_u8ADF == 0);

        g_u8ADF = 0;

        /* Get the conversion result */

        u32Data = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 7);

        /* Sum each conversion data */

        u32Sum += u32Data;

    }

    /* Disable ADC interrupt */

    ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);

    /* Disable ADC */

    ADC_POWER_DOWN(ADC);



    /* Return the average of ADC_SAMPLE_COUNT samples */

    return (u32Sum >> 7);

}







/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* ADC interrupt handler                                                                                   */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void ADC_IRQHandler(void)

{

    uint32_t u32Flag;



    /* Get ADC conversion finish interrupt flag */

    u32Flag = ADC_GET_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);



    /* Check ADC conversion finish */

    if(u32Flag & ADC_ADF_INT)

        g_u8ADF = 1;



    /* Clear conversion finish flag */

    ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, u32Flag);

}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* MAIN function                                                                                           */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



main(void)

{

    uint32_t u32AVDDVoltage;



    /* Unlock protected registers */

    SYS_UnlockReg();



    /* Init System, IP clock and multi-function I/O */

    SYS_Init();



    /* Lock protected registers */

    SYS_LockReg();



    /* Init UART0 for printf */

    UART0_Init();



    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* SAMPLE CODE                                                                                             */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    printf("\nSystem clock rate: %d Hz\n", SystemCoreClock);

    printf("+----------------------------------------------------------------------+\n");

    printf("|                 ADC for AVDD Measurement sample code                 |\n");

    printf("+----------------------------------------------------------------------+\n");



    printf("\nIn this sample code, software will get voltage value from AVDD.\n");



    /*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

       The method of measured AVDD voltage is using ADC to get conversion result of band-gap voltage.



       For example, the typical value of band-gap voltage is 1.20 V, and Vref of ADC is from AVDD.

       Through getting ADC conversion result of band-gap voltage, then AVDD voltage can be calculated by below formula:



           ConversionResult = VBG * 1024 / Vref, Vref = AVDD and VBG = 1.20V

           => AVDD = 1.20V * 1024 / ConversionResult





       Note 1 : The measured AVDD has deviation that causes by the band-gap voltage has deviation in different temperature, power voltage and ADC conversion deviation.(4 LSB)

                The deviation of measured AVDD is list as follows:



                The Spec. of band-gap voltage in NUC123 series is as follows:

                -----------------------------------------------------------------------------------------

                |                  | Min.   | Typ.   | Max.   |                                         |

                |                  |--------------------------- VDD = 2.5 V ~ 5.5 V                     |

                | band-gap voltage | 1.18 V | 1.20 V | 1.22 V | temperature = -40 ~ 110 degrees Celsius |

                |                  |        |        |        |                                         |

                -----------------------------------------------------------------------------------------



                Deviation range of measured AVDD

                ----------------------------------------------------

                |                | Min. Deviation | Max. Deviation |

                |                |                |                |

                |                | VBG = 1.18 V   | VBG = 1.22 V   |

                |--------------------------------------------------|

                |  AVDD = 2.5 V  |   -4.57%       |    4.86%       |

                |--------------------------------------------------|

                |  AVDD = 5.5 V  |   -7.85%       |    8.98%       |

                ----------------------------------------------------





       Note 2: The typical value of band-gap voltage can be modified by VBG_VOLTAGE definition.



    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Measure AVDD */

    u32AVDDVoltage = GetAVDDVoltage();

    printf("AVDD Voltage: %dmV\n", u32AVDDVoltage);



    /* Disable ADC module */

    ADC_Close(ADC);



    /* Disable ADC IP clock */

    CLK_DisableModuleClock(ADC_MODULE);



    /* Disable External Interrupt */

    NVIC_DisableIRQ(ADC_IRQn);



    printf("\nExit ADC sample code\n");



    while(1);



}

发表于 2017-6-25 17:39

通过一个通道测量自身电压，作为自检程序，很不错的

发表于 2017-6-25 21:26

怎么样保持基准电压？

发表于 2017-6-25 21:27

天灵灵地灵灵发表于 2017-6-25 17:39
通过一个通道测量自身电压，作为自检程序，很不错的

这个的效果怎么样？

发表于 2017-6-25 21:27

ADC采样数据准确。

发表于 2017-6-25 21:28

这个的参考电源来自哪里？

发表于 2017-6-25 21:28

来个硬件电路参考一下。

发表于 2017-6-25 21:29

这个应该是配合硬件电路使用吧。

发表于 2017-6-25 21:30

使用外部的参考电压可以实现。

发表于 2017-6-25 21:31

soodesyt 发表于 2017-6-25 21:28
来个硬件电路参考一下。

硬件电路使用开发板就可以。

发表于 2017-6-25 21:31

ghuca 发表于 2017-6-25 21:27
ADC采样数据准确。

采样准确是12位ADC分辨率。

发表于 2017-6-25 21:32

电压变化之后参考电压没有问题吗？

发表于 2017-6-25 21:32

天灵灵地灵灵发表于 2017-6-25 17:39
通过一个通道测量自身电压，作为自检程序，很不错的

想实现一个低电压的保护电路。

发表于 2017-6-25 21:32

ST的ADC是12位的ADC采样。

发表于 2017-6-25 21:32

有维持基准电压的芯片吗？

发表于 2017-6-25 21:32

Measure AVDD voltage的ref电压呢？

发表于 2017-6-25 21:32

这个代码就是基本的ADC采样代码。

发表于 2017-6-25 21:32

锂电池可以稳定为3.3V电压。

发表于 2017-6-25 21:32

soodesyt 发表于 2017-6-25 21:28
来个硬件电路参考一下。

现在的STM32都有评估板。

发表于 2017-6-25 21:32

ghuca 发表于 2017-6-25 21:27
ADC采样数据准确。

还是外部的ADC更精确一些。

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