STC15W4K利用BandGap电压精准测量外部输入电压

只看该作者 · 2017-7-28 10:56

1、源码部分采用的是stc15.pdf文件中的"10.10 利用BandGap电压精准测量外部输入电压"小节里的源码；
2、电源采用的是5v的TTL电压(3.7v的锂电也测试了)
3、实验现象
   1)BandGap基准电压分别从Ram和Rom中读取，其值为1.243v;
   2)ADC转换结果分别测试了8位和10位两种，
      8位时BandGap的ADC测量值为90左右变化；
      10位时BandGap的ADC测量值为420左右变化;
   3)输入电压的ADC测量值，在8位和10位两种结果时分别为
   8位时为255;
   10位时为1023；
4、结论
根据分式输入电压Vx=Vram * ADCx / ADCbg= 1.243 * 255/ 90 = 3.521v;
而实际的供电电压为4.99v;
ADC来测量计算出来的电压与实际电压相差4.99-3.521=1.468v
差了1.5V!!!???

只看该作者 · 2017-7-28 13:16

ADC接10V，8位是一定是255,不信你试试。

只看该作者 · 2017-7-28 13:38

  刚刚在ADC采样端口上加了一个电位器来模拟输入电压，发现这回ADC测量电压变化了，难道采样端接电源正极ADC测量到的电压只能是最大值1023或8位的255?
  实验的结果是这样的。如果stc是这样设计的，那BandGap根本无法精准测量外部供电电压，除非把ram或rom中的基准调整成反推出来的正确值，我这里推出的值为1.9左右，
  那么现在问题来了，如果换一个同款芯片呢?1.9会适用吗?

只看该作者 · 2017-7-28 14:04

看官方例程吧

只看该作者 · 2017-7-28 17:54

你测试方法是错误的。ADC加个1V电压测试。

只看该作者 · 2017-7-28 18:01

一周一天班发表于 2017-7-28 17:54
你测试方法是错误的。ADC加个1V电压测试。

ADC加个1V电压测试，是什么意思?

只看该作者 · 2017-7-29 08:41

电位器调整，万用表测量到1v，这时你再用公式去计算准不准。你之前加的测试电压已经超出ADC范围。

只看该作者 · 2017-7-29 10:02

本帖最后由 paul9ic 于 2017-7-29 10:03 编辑

一周一天班发表于 2017-7-29 08:41
电位器调整，万用表测量到1v，这时你再用公式去计算准不准。你之前加的测试电压已经超出ADC范围。 ...

我在二楼的回复已经实验过了你说的这种方法。
我要说明的是，如果ADC的采样脚(如P1.1)接的是Vcc，那么基准电压再使用BandGap从Ram或Rom中读出来的1.243v是不能计算出实际的供电电压的，只有使用公式Vx=Vram * ADCx / ADCbg来反推出正确的Vram基准电压4.9v后才可以计算出真实的供电电压。

这也就是说ADC采样脚如果接的是供电电源正极，那么ADC测量的电压必定是最大值1023(10位结果；或255的8位结果)，所以结论是采用BandGap的基准电压(Ram或Rom中存储的1.243v)是无法通过BandGap来获得准确的供电电压的。

只看该作者 · 2017-7-29 10:10

一周一天班发表于 2017-7-29 08:41
电位器调整，万用表测量到1v，这时你再用公式去计算准不准。你之前加的测试电压已经超出ADC范围。 ...

所谓的ADC范围，本质上就是基准电压大小。而基准电压是ADC采样脚接VCC时的电压。
举例来说，如果供电电压是5v，那么基准电压也是5v，ADC的范围也是5v。

只看该作者 · 2017-7-29 10:18

paul9ic 发表于 2017-7-29 10:10
所谓的ADC范围，本质上就是基准电压大小。而基准电压是ADC采样脚接VCC时的电压。
举例来说，如果供电电压 ...

最终结论，stc15.pdf文件中10.10节给出的例子是用来测试外部输入电压的，不是用来测试自身供电电压的。ADC也不能用来测试芯片自身的供电电压。

只看该作者 · 2017-7-29 11:11

难道不不考虑运放，ADC模拟电路的失调范围吗，差点ADC给个0.1-0. 2V.

只看该作者 · 2017-7-29 11:12

怎么也不可能给VCC去测试。

只看该作者 · 2017-7-29 11:15

你把ADC当运放跟随器看待，运放输入VCC输出会如何

只看该作者 · 2017-7-29 11:17

本帖最后由一周一天班于 2017-7-29 11:20 编辑

正常的ADC基准都小于电源电压，如果基准等于电源电压(非标准)就必须考虑到这个失调有无影响。

只看该作者 · 2017-7-29 12:05

paul9ic 发表于 2017-7-29 10:18
最终结论，stc15.pdf文件中10.10节给出的例子是用来测试外部输入电压的，不是用来测试自身供电电压的。ADC ...

不要急着下结论，深入理解了再说。百度一下也行啊

2万 · 2017-7-31 18:07

说STC15W4K不能通过测试BandGap对应的ADC来计算VDD电压的朋友，是你没搞懂。

我的四轴遥控器，就是使用STC15W4K48S4，锂电池直接供电到VDD（3.5~4.2V之间），然后读BandGap对应的ADC值（STC称之为“第9通道”），比如读出值放变量ADC9，BandGap电压我是使用1.25V，则，VDD电压就是125*1023/ADC9，结果放大了100倍（避免浮点运算），然后将电池电压显示出来，并作为低压报警的判断依据，精度一般在0.03V之内。
比如，读数ADC9=327，则：
电池电压（就是MCU的VDD电压）=125*1023/327=391，表示电压是3.91V。

1万 · 2017-8-4 04:22

看了你的帖子，我也决定校正AD数值，结果对第9通道采集的数据始终是1023啊，模拟通道采集数据是对的，真的好奇怪，我的芯片是15W408AS

//返回指定模拟输入通道_ch的模拟电压值，单位mV
//调用之前，对应_ch通道的引脚要先设置为纯输入
unsigned int chip_AD(unsigned char _ch)
{
   unsigned int _data, adc_bg;

_ch &= 0x07;  // _ch取值范围0-7，本芯片只有P1口的8个AD输入通道

   ADC_RES = 0;
ADC_RESL = 0;
P1ASF = 0x00;
ADC_CONTR = 0xE8;
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
   while((ADC_CONTR & 0x10) == 0);  // 等待AD结束，大约90个机器周期
   ADC_CONTR &= ~0x10;
adc_bg = ADC_RES;
adc_bg = adc_bg << 2;
adc_bg += ADC_RESL & 0x03;

ADC_RES = 0;
ADC_RESL = 0;
P1ASF = 1 << _ch;
   ADC_CONTR = 0xE8 | _ch;    // 启动AD，通道_ch, 如通道2就是0xEA
   _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
   while((ADC_CONTR & 0x10) == 0);  // 等待AD结束标志，大约90个机器周期
   ADC_CONTR &= ~0x10;  // 清除AD结束标志
   _data = ADC_RES;
   _data = _data << 2;
   _data += ADC_RESL & 0x03;

   //return (unsigned long)Vbg_ROM * (unsigned long)_data / (unsigned long)adc_bg;
   return adc_bg;

}

问题在哪儿呢？

1万 · 2017-8-4 15:49

问题找到了，外晶体下，对第九通道基准的ADC读数都是1023，八竿子打不着的关系，偏偏就成立，奇葩啊。吐槽的人还不少呢。
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1635508&page=1

1万 · 2017-8-4 17:37

回到楼主的问题上来，楼主电源是4.99V，那么采集1.243V时：
8bit理想采样值应该是63，而楼主采到是90，大了42%；
10bit采样理想值应该是254，而楼主采到420，大了65%

这才是问题所在。

我在外晶体下，3.3V供电，1.24V计算理想采样值是384，分2种情况测量：
1、P1.0是准双向口，那么P1ASF=0之后，对0通道采样，这就是所谓的第九通道，每次采集的数据都是1023。
2、但如果把P1.0设置为纯输入，那么采集的数据就是330，不稳定，跳变较大。
仅对第九通道是如此，对正常模拟通道采集，数据和理论值相符。

问下楼主，你是内部RC还是外晶体？

STC15W4K利用BandGap电压精准测量外部输入电压

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