APM32F103不同场景下的双重ADC方式的选择

只看该作者 · 2024-12-23 12:30

本帖最后由 a976209770 于 2024-12-23 12:32 编辑

一、APM32F103 ADC 模块概述

APM32F103系列的ADC模块是一个高性能的模数转换器，具备以下核心特性：

解析度：
- 提供12位精度，转换结果范围为0-4095，适合高精度模拟信号测量。
采样通道：
- 支持多达16个外部通道以及内部温度传感器输入，可满足多信号并行采样需求。
转换速度：
- 转换速度快，支持高达1MSPS（每秒百万次采样率）。
触发机制：
- 提供灵活的触发方式，包括软件触发和硬件触发（如定时器事件或外部信号触发）。
采样模式：
- 单次采样模式：适合间歇式信号采样。
- 连续采样模式：适合需要持续采样的场景。
- 规则通道模式：对一组预定义通道进行顺序采样。
- 注入通道模式：可中断规则通道采样，用于高优先级通道处理。
数据管理：
- 内置FIFO缓冲区和DMA接口，支持自动化数据传输，减轻CPU负担。
多ADC协同模式：
- 支持双重ADC同步或交替工作，用于多路信号的高效采集。

这些特性使得APM32F103的ADC模块在工业控制、信号处理、环境监测等应用中表现出色。

二、双重ADC的8种模式

APM32F103支持8种双重ADC工作模式，以下是它们的特点和适用场景：

模式编号	模式名称	描述	应用场景
1	独立模式	两个ADC独立运行，各自采样和处理自己的通道。	不同信号源的独立采样
2	规则交替模式	两个ADC交替采样规则通道，奇数通道由ADC1采样，偶数通道由ADC2采样。	提高规则采样的吞吐量
3	注入交替模式	两个ADC交替采样注入通道，奇数注入通道由ADC1采样，偶数注入通道由ADC2采样。	提高注入采样的吞吐量
4	规则同步模式	两个ADC同时对规则通道进行同步采样，结果可由两个ADC的FIFO汇总。	同步采样多路信号（如三相电流采样）
5	注入同步模式	两个ADC同时对注入通道进行同步采样。	实时同步注入采样
6	规则+注入交替模式	ADC1采样规则通道，ADC2采样注入通道，两个操作相互交替。	同时提升规则和注入采样的吞吐量
7	快速交替模式（规则+注入）	ADC1和ADC2同时进行规则和注入通道采样，结果分别存储到各自的FIFO。	高吞吐实时系统
8	双模式 DMA 模式	两个ADC通过DMA协同工作，采样数据由DMA传输到指定内存。	高速数据采集和存储

三、双重ADC模式的工作流程

以下是基于 双重ADC的8种模式 的工作流程图：

四、双重ADC的典型应用场景

独立模式：
- 用于不同信号源的独立采样，例如同时采集电压信号和温度信号。
- 两个ADC完全独立运行，采样任务互不干扰。
规则交替模式：
- 常用于快速采集多个规则通道的数据，例如高频信号的多路采样。
- 通过交替工作减少每个ADC的负载，从而提高整体采样速度。
注入交替模式：
- 适合高优先级信号的采样，如突发信号或异常信号的快速处理。
- 交替采样注入通道，确保实时性。
规则同步模式：
- 用于同步采集多路信号，例如三相电流信号的实时采集。
- ADC1和ADC2同时触发，采样结果可以同步处理。
注入同步模式：
- 常用于需要精确同步的注入信号采样，例如高频脉冲信号的采样。
- 确保两个ADC同时完成注入信号的采样。
规则+注入交替模式：
- 同时完成规则通道和注入通道的采样任务，例如对规则信号和突发信号的分时处理。
- ADC1和ADC2分别处理规则通道和注入通道，优化资源利用率。
快速交替模式（规则+注入）：
- 实现最高吞吐量的数据采集，适合实时性要求高的系统。
- ADC1和ADC2同时采样规则和注入信号，提高数据更新速率。
双模式DMA模式：
- 用于大批量数据采集和存储，例如传感器阵列的高速数据采集。
- DMA协同工作，减轻CPU负担，适合高数据吞吐率的应用。

五、总结

本文档详细介绍了APM32F103的双重ADC采样模式，包括8种可能的模式及其应用场景，并提供了模式的工作流程图。通过合理选择ADC工作模式，可以显著提升系统的采样效率和处理能力，满足工业控制、信号处理和实时系统等多种需求。