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武汉芯源CW32F030内部ADC精度是如何达到惊人的1mV?

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janney88|  楼主 | 2022-9-7 10:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
CW32F030是武汉芯源半导体推出的基于Cortex®-M0+ 内核32位微处理器,内部集成一个 12 位精度,最高 1M SPS 转换速度的逐次逼近型模数转换器;最多支持16通道转换;支持4路参考电压源选择:VDDA、ExRef、内置1.5V参考电压、内置2.5V参考电压;同时内置信号跟随器,能满足高阻抗信号测量需求。

功能框图如下: 1.png 在实际应用中ADC采样精度性能指标受多因素影响,要达到ADC的高性能,需要妥善处理硬件和软件。
硬件方面
1.稳定的参考电压源,推荐选用电池或者高性能的稳压源给VDDA供电;2.VDDA引脚并接4.7uF和100nF陶瓷电容到GND,最大程度消除噪声干扰;3.如条件许可,应将信号源和参考电压源以屏蔽线接入到ADC输入通道和VDDA引脚;4.靠近芯片的ADC输入通道引脚附近增加100nF陶瓷电容到GND,消除空间的辐射干扰。
软件方面
1.选择VDDA为参考电压源;2.ADC采样率尽量低,ADC工作时钟可采用128分频,采样周期选择10个;3.在采样转换时,除了ADC模块外 ,其它外设都不要打开,采样数据先缓存在RAM中,采样到一定量的数据后再初始化串口,将数据通过串口发送出来;4.在启动ADC转换后,MCU要进入Sleep休眠状态(MCU停止运行),最大程度的减小噪声。5.ADC转换完成后,转换完成中断唤醒MCU,初始化串口,将ADC转换结果输出。
关键代码设计如下://配置ADC
__RCC_ADC_CLK_ENABLE(); //ADC初始化ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);//ADC工作时钟配置ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div128;   //269Hz
ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);
//配置单通道转换模式ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn= ADC_DiscardNull;ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux= ADC_ExInputCH0;//选择ADC转换通道,AIN1:PA00ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct= ADC_InitStructure;ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct= ADC_WdtStructure;
ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);   //初始化单通道单次采样ADC_ITConfig(ADC_IT_EOC, ENABLE);     //使能ADC的EOC中断
ADC_EnableIrq(ADC_INT_PRIORITY);      
ADC_ClearITPendingAll();
ADC_Enable();    //ADC模块使能
SysTickDelay(2);   //延时2S
CW_ADC->START = 0X01;   //启动ADC开始转换
SCB->SCR = 0;      // MCU进入Sleep状态__WFI();
本次测试中,配置系统时钟为1M,ADC采样时钟分频比设置为128,采样时钟10个周期,计算ADC的采样率为=1000000/128/29=269Hz。
使用精密稳压电源(GPP-2323)给VDD和VDDA供电,稳压源设置输出电压为3.30V,用普通测试线双绞后接入(如有测试条件建议用同轴线接入),实测引脚电压为3.299V;待测信号源用1节干电池提供,用同轴线接入,实测引脚电压为1.615V。
测试10次,每次测试100个数据,实测结果如下: 2.png 由测试结果可以看到,10次共1000次采样,最大采样值为2006,最小采样值为2003,采样值变化仅仅4LSB,集中度非常高。如下图所示: 3.png
下面分析一下实际的测试误差。
采样值2006对应:2006*3.299/4095=1.616V
采样值2003对应:2003*3.299/4095=1.614V
和信号源电压1.615V相比,最大相差正负1mV。
可见CW32F030芯片的ADC性能非常好,能满足常规mV级别应用。

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chenjun89| | 2022-9-7 18:29 | 显示全部楼层
不催啊

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Bowclad| | 2022-9-7 19:32 | 显示全部楼层
可以,学习了

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fanzyking| | 2022-9-7 22:55 | 显示全部楼层
哇,学习学习~~~

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E=MC2U| | 2022-9-8 09:31 | 显示全部楼层
采样率 269Hz,距离1M sps的采样率,相差很大呀!

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朝生| | 2022-9-8 14:20 | 显示全部楼层
1mV精度很高啊,这ADC采样的分辨率是多少?

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