主要MCU 进行高速采集时的稳定方法,主要可以从硬件和软件两个方面,列举几款高速性能出色的 MCU。
硬件方面
选择合适的硬件,要使硬件系统各部分速度匹配,根据采集需求选具有高速 ADC 模块的 MCU,国民技术 N32H48x 系列,集成 4 个 4.7Msps 12bit ADC,51 通道,支持单端 / 差分模式,可满足高频信号采集的高采样速率要求。
优化电路设计,通过接地、屏蔽等措施防外部干扰,合理设计电源,增加去耦电容、使用线性稳压器,并用硬件滤波器去除电源噪声和高频干扰,为 ADC 提供纯净模拟信号。
利用 DMA,DMA 可在 ADC 采样时绕过 MCU 内核读取数据,减轻内核压力,提高数据处理效率,避免多通道采集时丢失 ADC_DR 寄存器中的数据,中科芯 CKS32F4xx 系列产品通过配置 DMA 相关参数可实现 ADC 多通道高速高效采集。
软件方面
合理设置采样频率,参照硬件系统速率,据应用场景选合适的采样频率和分辨率,平衡精度与速度,可采用过采样技术,以高于奈奎斯特频率采样,再用数字滤波提取有效信号,降低量化误差。
优化数据处理算法,用多次采样取平均值减小随机噪声影响,用校准算法补偿 ADC 的非线性和偏移误差,利用定时器精确控制采样间隔,一些 MCU 的定时器设固定时间间隔中断,在中断服务函数中进行 ADC 采样操作。
采样率飙高系统崩盘原因
RAM 不足致数据错位。MCU 速度不够,新数据覆盖旧数据。外设接口类型和速度不匹配,高速 ADC 的 LVDS 接口与 MCU 不兼容。
高速性能出色的 MCU
成都华微 HWD32H743,基于 32 位精简指令集内核,运行频率 400MHz,有 2MB Flash 和 512KB SRAM,在工业控制、电机控制、AIOT 等领域有广泛应用潜力。
国民技术 N32H48x 系列,高至 240MHz Arm® Cortex® -M4F Core,300DMIPS,在高速采集等应用场景表现良好。
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