STM32电源之Vref（ADC的参考电压）

1万 · 2024-12-20 08:23

64Pin及以下封装的芯片电源管脚有：

VDD - 单片机3.3V 电源正，

VSS - 单片机3.3V 电源负，

VDDA - 单片机A/D 转换器电源正，

VSSA - 单片机A/D 转换器电源负。

由于STM32F103系列单片机的内部高速RC 振荡器（HSI）由VDDA、VSSA 供电，故即使不使用单片机自带的A/D 转换器，也必须保证VDDA、VSSA 的供电，否则STM32F103单片机不能正常启动。

我们注意到STM32的100管脚以下芯片没有Vref的问题。

在小于等于64Pin的芯片中，在芯片的内部Vref+是和VDDA连接在一起的，也就是说ADC的是以VDDA为参考电压的。那么还有一点需要注意的就是VDDA和VDD的压差必须小于300mV ，否则可能由于上电断电的非同时性，导致数据的丢失。然而这就有可能导致了ADC参考电压的非精确性。

如何解决ADC参考电压的问题呢？

由于系统电压会波动，而我们有些功能对ADC采集精度的要求较高，则会专门设计参考电源电路。如果对精度要求没那么高，VREF+直接接到VDDA上就好。

VREF+作用：
ADC和DAC参考电压为了确保在低压输入和输出上有更好的精度，用户可以在VREF+上连接一个低于VDDA的单独参考电压——VREF+是模拟输入(ADC)或输出(DAC)信号的最高电压，用满量程值表示。
VREF+为ADC的参考电压提供引脚。

VREF+既可以由外部参考电压提供，也可以由内部缓冲电压（VREFBUF）提供。

内部电压参考缓冲区支持两个输出电压，它们在VREFBUF_CSR寄存器中配置VRS位:

VREF+约2.048 V。要求VDDA大于等于2.4 V。
VREF+约2.5 V。这要求VDDA等于或高于2.8 V。
为什么不直接连接电源电压，而要重新在内部或外部给予参考电压？
在这种情况下，参考电压不容易受板子上其他负载影响，而导致的参考电压不稳定。
简单来说，就是提供一个更稳定的参考电压。

   每个STM32芯片都有一个内部的参照电压，相当于一个标准电压测量点，在芯片内部连接到ADC1的通道17（Vrefint，可以叫CH17参照电压）。根据数据手册中的数据，这个参照电压的典型值是1.20V。这个电压基本不随外部供电电压的变化而变化。

   不少人把这个参照电压与ADC的参考电压混淆。ADC的参考电压都是通过Vref+提供的。100脚以上的型号，Vref+引到了片外，引脚名称为Vref+；64脚和小于64脚的型号，Vref+在芯片内部与VDDA信号线相连，没有引到片外，这样AD的参考电压就是VDDA上的电压。

   如果对于ADC测量的准确性要求不高时，可以使用这个内部参照电压得到ADC测量的电压值。具体方法是在测量某个通道的电压值之前，先读出参照电压的ADC测量数值，记为ADrefint；再读出要测量通道的ADC转换数值，记为ADchx；则要测量的电压为：

Vchx = Vrefint * (ADchx/ADrefint)。

其中Vrefint为参照电压=1.20V。

   二、选用外部参考基准电压，其原理同第一种是一样一样的，只不过将第一种中的参照电压换成了自己设定的基准源的电压，公式同上。