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[DemoCode下载] 使用ADC测量AVDD供电电压方法

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 楼主| zhuotuzi 发表于 2025-1-24 16:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
AD, ADC, dc, 供电, 供电电压
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  1. /****************************************************************************
    

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

  3.  * [url=home.php?mod=space&uid=895143]@version[/url]  V3.0
    

  4.  * $Revision: 1 $
    

  5.  * $Date: 16/06/29 4:40p $
    

  6.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]    Measure AVDD voltage by ADC.
    

  7.  * @note
    

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

  9.  *
    

  10.  ******************************************************************************/
    

  11. #include <stdio.h>
    

  12. #include "M058S.h"
    


  13. 

  14. #define PLL_CLOCK       50000000
    


  15. 

  16. #define VBG_VOLTAGE (1200) /* 1.20V = 1200 mV (Typical band-gap voltage of M058S series) */
    

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

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


  19. 

  20. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  21. /* Define Function Prototypes                                                                              */
    

  22. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  23. void SYS_Init(void);
    

  24. void UART0_Init(void);
    

  25. void AdcMeasureAVDD(void);
    

  26. uint32_t GetAVDDCodeByADC(void);
    

  27. uint32_t GetAVDDVoltage(void);
    


  28. 

  29. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  30. /* Define global variables and constants                                                                   */
    

  31. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  32. volatile uint8_t g_u8ADF;
    


  33. 


  34. 

  35. void SYS_Init(void)
    

  36. {
    

  37.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  38.     /* Init System Clock                                                                                       */
    

  39.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  40. 

  41.     /* Enable Internal RC 22.1184 MHz clock */
    

  42.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk);
    


  43. 

  44.     /* Waiting for Internal RC clock ready */
    

  45.     CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk);
    


  46. 

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

  48.     CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLK_S_HIRC, CLK_CLKDIV_HCLK(1));
    


  49. 

  50.     /* Enable external XTAL 12 MHz clock */
    

  51.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_XTL12M_EN_Msk);
    


  52. 

  53.     /* Waiting for external XTAL clock ready */
    

  54.     CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_XTL12M_STB_Msk);
    


  55. 

  56.     /* Set core clock as PLL_CLOCK from PLL */
    

  57.     CLK_SetCoreClock(PLL_CLOCK);
    


  58. 

  59.     /* Enable UART module clock */
    

  60.     CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);
    


  61. 

  62.     /* Enable ADC module clock */
    

  63.     CLK_EnableModuleClock(ADC_MODULE);
    


  64. 

  65.     /* Select UART module clock source */
    

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


  67. 

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

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


  70. 

  71.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  72.     /* Init I/O Multi-function                                                                                 */
    

  73.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  74. 

  75.     /* Set P3 multi-function pins for UART0 RXD and TXD */
    

  76.     SYS->P3_MFP &= ~(SYS_MFP_P30_Msk | SYS_MFP_P31_Msk);
    

  77.     SYS->P3_MFP |= SYS_MFP_P30_RXD | SYS_MFP_P31_TXD;
    


  78. 

  79.     /* Disable the P1.0 - P1.3 digital input path to avoid the leakage current */
    

  80.     GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(P1, 0xF);
    


  81. 

  82.     /* Configure the P1.0 - P1.3 ADC analog input pins */
    

  83.     SYS->P1_MFP &= ~(SYS_MFP_P10_Msk | SYS_MFP_P11_Msk | SYS_MFP_P12_Msk | SYS_MFP_P13_Msk);
    

  84.     SYS->P1_MFP |= SYS_MFP_P10_AIN0 | SYS_MFP_P11_AIN1 | SYS_MFP_P12_AIN2 | SYS_MFP_P13_AIN3 ;
    


  85. 

  86. }
    


  87. 

  88. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  89. /* Init UART                                                                                               */
    

  90. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  91. void UART0_Init()
    

  92. {
    

  93.     /* Reset IP */
    

  94.     SYS_ResetModule(UART0_RST);
    


  95. 

  96.     /* Configure UART0 and set UART0 Baudrate */
    

  97.     UART_Open(UART0, 115200);
    

  98. }
    


  99. 

  100. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  101. /* ADC interrupt handler                                                                                   */
    

  102. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  103. void ADC_IRQHandler(void)
    

  104. {
    

  105.     uint32_t u32Flag;
    


  106. 

  107.     /* Get ADC conversion finish interrupt flag */
    

  108.     u32Flag = ADC_GET_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);
    


  109. 

  110.     /* Check ADC conversion finish */
    

  111.     if(u32Flag & ADC_ADF_INT)
    

  112.         g_u8ADF = 1;
    


  113. 

  114.     /* Clear conversion finish flag */
    

  115.     ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, u32Flag);
    

  116. }
    


  117. 

  118. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  119. /* Function: GetAVDDVoltage                                                                                */
    

  120. /*                                                                                                         */
    

  121. /* Parameters:                                                                                             */
    

  122. /*   None.                                                                                                 */
    

  123. /*                                                                                                         */
    

  124. /* Returns:                                                                                                */
    

  125. /*   AVDD voltage(mV).                                                                                     */
    

  126. /*                                                                                                         */
    

  127. /* Description:                                                                                            */
    

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

  129. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  130. uint32_t GetAVDDVoltage(void)
    

  131. {
    

  132.     uint32_t  u32ConversionResult;
    

  133.     uint64_t u64MvAVDD;
    


  134. 

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

  136.     u32ConversionResult = GetAVDDCodeByADC();
    


  137. 

  138.     /* u32ConversionResult = VBG * 4096 / Vref, Vref = AVDD */
    

  139.     /* => AVDD = VBG * 4096 / u32ConversionResult */
    

  140.     u64MvAVDD = (VBG_VOLTAGE << 12) / (uint64_t)u32ConversionResult;
    


  141. 

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


  143. 

  144.     return (uint32_t)u64MvAVDD;
    

  145. }
    


  146. 

  147. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  148. /* Function: GetAVDDCodeByADC                                                                              */
    

  149. /*                                                                                                         */
    

  150. /* Parameters:                                                                                             */
    

  151. /*   None.                                                                                                 */
    

  152. /*                                                                                                         */
    

  153. /* Returns:                                                                                                */
    

  154. /*   ADC code of AVDD voltage.                                                                             */
    

  155. /*                                                                                                         */
    

  156. /* Description:                                                                                            */
    

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

  158. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  159. uint32_t GetAVDDCodeByADC(void)
    

  160. {
    

  161.     uint32_t u32Count, u32Sum, u32Data;
    


  162. 

  163.     /* Power on ADC */
    

  164.     ADC_POWER_ON(ADC);
    


  165. 

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

  167.     ADC_Open(ADC, ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END, ADC_ADCR_ADMD_SINGLE, BIT7);
    

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

  169.     ADC_CONFIG_CH7(ADC, ADC_ADCHER_PRESEL_INT_BANDGAP);
    


  170. 

  171.     /* Clear conversion finish flag */
    

  172.     ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);
    


  173. 

  174.     /* Enable ADC conversion finish interrupt */
    

  175.     ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
    

  176.     NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);
    


  177. 

  178.     g_u8ADF = 0;
    

  179.     u32Sum = 0;
    


  180. 

  181.     /* sample times are according to ADC_SAMPLE_COUNT definition */
    

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

  183.     {
    

  184.         /* Delay for band-gap voltage stability */
    

  185.         CLK_SysTickDelay(100);
    


  186. 

  187.         /* Start A/D conversion */
    

  188.         ADC_START_CONV(ADC);
    


  189. 

  190.         u32Data = 0;
    

  191.         /* Wait conversion done */
    

  192.         while(g_u8ADF == 0);
    

  193.         g_u8ADF = 0;
    

  194.         /* Get the conversion result */
    

  195.         u32Data = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 7);
    

  196.         /* Sum each conversion data */
    

  197.         u32Sum += u32Data;
    

  198.     }
    

  199.     /* Disable ADC interrupt */
    

  200.     ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
    

  201.     /* Disable ADC */
    

  202.     ADC_POWER_DOWN(ADC);
    


  203. 

  204.     /* Return the average of ADC_SAMPLE_COUNT samples */
    

  205.     return (u32Sum >> 7);
    

  206. }
    


  207. 

  208. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  209. /* MAIN function                                                                                           */
    

  210. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  211. 

  212. int main(void)
    

  213. {
    

  214.     uint32_t u32AVDDVoltage;
    


  215. 

  216.     /* Unlock protected registers */
    

  217.     SYS_UnlockReg();
    


  218. 

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

  220.     SYS_Init();
    


  221. 

  222.     /* Lock protected registers */
    

  223.     SYS_LockReg();
    


  224. 

  225.     /* Init UART0 for printf */
    

  226.     UART0_Init();
    


  227. 

  228.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  229.     /* SAMPLE CODE                                                                                             */
    

  230.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  231. 

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

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

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

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


  236. 

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

  238.     printf("Notice that the Vref of ADC is from AVDD.\n\n");
    


  239. 

  240.     /*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    

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


  242. 

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

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


  245. 

  246.            ConversionResult = VBG * 4096 / Vref, Vref = AVDD and VBG = 1.20V
    

  247.            => AVDD = 1.20V * 4096 / ConversionResult
    


  248. 


  249. 

  250.        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)
    

  251.                 The deviation of measured AVDD is list as follows:
    


  252. 

  253.                 The Spec. of band-gap voltage in M058S is as follows:
    

  254.                 -----------------------------------------------------------------------------------------
    

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

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

  257.                 | band-gap voltage | 1.14 V | 1.20 V | 1.26 V | temperature = -40 ~ 85 degrees Celsius  |
    

  258.                 |                  |        |        |        |                                         |
    

  259.                 -----------------------------------------------------------------------------------------
    


  260. 

  261.                 Deviation range of measured AVDD
    

  262.                 ----------------------------------------------------
    

  263.                 |                | Min. Deviation | Max. Deviation |
    

  264.                 |                |                |                |
    

  265.                 |                | VBG = 1.14 V   | VBG = 1.26 V   |
    

  266.                 |--------------------------------------------------|
    

  267.                 |  AVDD = 2.5 V  |   -5.71%       |    5.80%       |
    

  268.                 |--------------------------------------------------|
    

  269.                 |  AVDD = 5.5 V  |   -6.56%       |    6.79%       |
    

  270.                 ----------------------------------------------------
    


  271. 


  272. 

  273.        Note 2: In this sample code is using the typical value of M058S series: 1.20 V, and it can be modified by VBG_VOLTAGE definition.
    


  274. 

  275.     ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  276.     /* Measure AVDD */
    

  277.     u32AVDDVoltage = GetAVDDVoltage();
    

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


  279. 

  280.     /* Disable ADC module */
    

  281.     ADC_Close(ADC);
    


  282. 

  283.     /* Disable ADC IP clock */
    

  284.     CLK_DisableModuleClock(ADC_MODULE);
    


  285. 

  286.     /* Disable External Interrupt */
    

  287.     NVIC_DisableIRQ(ADC_IRQn);
    


  288. 

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


  290. 

  291.     while(1);
    


  292. 

  293. }
    


  294.


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 楼主| zhuotuzi 发表于 2025-1-24 16:36 | 显示全部楼层
首先知道内部参考电压，然后根据内部参考电压评估外部供电电压。
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