ADC 外设知识

只看该作者 · 2022-7-30 23:51

7. 数据对齐及补偿
通过配置 ADC_ADCR 寄存器中的 ALIGN 位，可以选择转换后数据储存为左对齐或右对齐；
非注入通道数据没有数据补偿，而注入通道道转换数据带有数据补偿（ADC_JOFR0~3），因此它的结果可以是负值，SEXT 位是扩展的符号值（1 代表负数，0 代表正数）

只看该作者 · 2022-7-30 23:52

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8. 内部通道
根据用户手册上的说明可知，内置的温度传感器仅用于检测器件内部的温度变化（TA），精度范围在正负 10 度以内，所以一般要求比较高的应用就还是用 NTC 等外部温传更为合理；
在得到正确的温度传感器通道数值后，通过以下公式进行计算温度工程值，它是根据出厂前校准的 25 度温度对应的通道数值反推的：

只看该作者 · 2022-7-30 23:53

只看该作者 · 2022-7-30 23:54

同样地，内部 1.2 V BandGap 参考电压在出厂前也被校准了，原厂将对应的校准 A/D 数值保存在内部 flash 中，通常可以通过此数据去反推当前 VDDA 电源电压值，如果认为板级的模拟电源 VDDA 电压较为精准且稳定，那么就可以去计算出实际的 1.2 V 参考电压到底为多少了，具体可以根据下面 2 个公式进行正算和反推：

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寄存器表

只看该作者 · 2022-7-30 23:56

四、ADC 硬件抽象层驱动库函数
通过官方下载到库例程，ADC 模块硬件抽象层涉及到以下几个文档：
reg_adc.h
   主要描述 ADC 模块在 MCU 中所处的存储地址以及寄存器和对应位的内容定义和偏移
hal_adc.h
   主要声明 ADC 模块硬件抽象层驱动库接口 API 函数以及寄存器操作用到的数据类型定义
hal_adc.c
   主要实现 ADC 模块硬件抽象层驱动库接口 API 函数

只看该作者 · 2022-7-31 17:12

主要抽象出的接口函数如下，包括了初始化和反初始化、模块使能与禁止、标志位的获取和清除、中断的开启与禁止、通道的配置、内部通道开启与禁止、获取 ADC 转换数据、ADC DMA 开启与禁止、外部触发使能与禁止、任意通道的配置、注入通道的配置等等：

只看该作者 · 2022-7-31 17:16

只看该作者 · 2022-7-31 20:20

简单说明 ADC 模块软件配置流程如下：

ADC 对应通道的 IO 模式首先配置为模拟输入；

只看该作者 · 2022-7-31 20:21

开启 ADC 在 RCC 中的时钟位；

只看该作者 · 2022-7-31 20:22

初始化 ADC_InitStruct ，其中包含时钟分频数、分辨率、采样方式及模式、对齐方式、触发源选择、触发边沿、触发延时、采样保持周期等；

只看该作者 · 2022-7-31 20:22

开启 ADC 模块；

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根据不同的触发转换方式去触发 A/D 转换；

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根据不同的获取数据方式判断标志位、清标志位以及读取数据寄存器，得到相应转换结果。

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五、ADC 采样电路
先根据数据手册清楚每个采样通道是如何对应到 IO 上的：

只看该作者 · 2022-7-31 20:28

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一般情况下，不关心驱动能力和功耗的话，都采用经典的分压电路+RC 滤波匹配以及并上防倒灌的反向二极管即可，如上面的右上方，计算出 Rain = 8.6k + 2k ，采样保持时间可以选用 29.5 cycles （ADC 时钟为 15M 时），分压电阻最好同步调节到几k 至几十k 范围内，因为如果到 M 级别的话势必会增大外部输入阻抗导致不能有太快的采样率。另外，如果需要更高的采样精度、更低的功耗、更强的驱动能力，那采样电路在设计上最好加上一个低功耗的放大器作为一级跟随，用于阻抗匹配。不管哪种设计，都需要保证 VDDA 的精度要高且稳定，而且输入到 IO 内部的电压不能超过 VDDA 值。以下为加入运放的设计结构示意：

只看该作者 · 2022-7-31 20:29