ADC工作原理演示幻灯片

1,普中STM32开发板带您进入ARM世界,STM32ADC工作原理,2,普中STM32开发板带您进入ARM世界,一：ADC介绍,12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。,3,普中STM32开发板带您进入ARM世界,二：ADC主要特征,12位分辨率规则转换、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断单次和连续转换模式从通道0到通道n的自动扫描模式间断模式执行自校准带内嵌数据一致性的数据对齐采样间隔可以按通道分别编程规则转换和注入转换均有外部触发选项双重模式(带2个或以上ADC的器件),4,普中STM32开发板带您进入ARM世界,ADC转换时间：STM32F103xx增强型产品：时钟为56MHz时为1s(时钟为72MHz为1.17s)STM32F101xx基本型产品：时钟为28MHz时为1s(时钟为36MHz为1.55s)STM32F102xxUSB型产品：时钟为48MHz时为1.2sSTM32F105xx和STM32F107xx产品：时钟为56MHz时为1s(时钟为72MHz为1.17s)ADC供电要求：2.4V到3.6VADC输入范围：VREF-VINVREF+规则通道转换期间有DMA请求产生。,5,普中STM32开发板带您进入ARM世界,6,普中STM32开发板带您进入ARM世界,7,普中STM32开发板带您进入ARM世界,三：通道选择,有16个多路通道。可以把转换组织成两组：规则组和注入组。在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。例如，可以如下顺序完成转换：通道3、通道8、通道2、通道2、通道0、通道2、通道2、通道15。规则组由多达16个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择。规则组中转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L3:0位中。注入组由多达4个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。注入组里的转换总数目应写入ADC_JSQR寄存器的L1:0位中。如果ADC_SQRx或ADC_JSQR寄存器在转换期间被更改，当前的转换被清除，一个新的启动脉冲将发送到ADC以转换新选择的组。温度传感器和通道ADC1_IN16相连接，内部参照电压VREFINT和ADC1_IN17相连接。可以按注入或规则通道对这两个内部通道进行转换。注意：温度传感器和VREFINT只能出现在主ADC1中。,8,普中STM32开发板带您进入ARM世界,四：单次转换模式,单次转换模式下，ADC只执行一次转换。该模式既可通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位(只适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道)，这时CONT位为0。一旦选择通道的转换完成：如果一个规则通道被转换：转换数据被储存在16位ADC_DR寄存器中EOC(转换结束)标志被设置如果设置了EOCIE，则产生中断。如果一个注入通道被转换：转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中JEOC(注入转换结束)标志被设置如果设置了JEOCIE位，则产生中断。然后ADC停止。,9,普中STM32开发板带您进入ARM世界,五：连续转换模式,在连续转换模式中，当前面ADC转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启动或通过设置ADC_CR2寄存器上的ADON位启动，此时CONT位是1。每个转换后：如果一个规则通道被转换：转换数据被储存在16位的ADC_DR寄存器中EOC(转换结束)标志被设置如果设置了EOCIE，则产生中断。如果一个注入通道被转换：转换数据被储存在16位的ADC_DRJ1寄存器中JEOC(注入转换结束)标志被设置如果设置了JEOCIE位，则产生中断。,10,普中STM32开发板带您进入ARM世界,六：扫描模式,此模式用来扫描一组模拟通道。扫描模式可通过设置ADC_CR1寄存器的SCAN位来选择。一旦这个位被设置，ADC扫描所有被ADC_SQRX寄存器(对规则通道)或ADC_JSQR(对注入通道)选中的所有通道。在每个组的每个通道上执行单次转换。在每个转换结束时，同一组的下一个通道被自动转换。如果设置了CONT位，转换不会在选择组的最后一个通道上停止，而是再次从选择组的第一个通道继续转换。如果设置了DMA位，在每次EOC后，DMA控制器把规则组通道的转换数据传输到SRAM中。而注入通道转换的数据总是存储在ADC_JDRx寄存器中。,11,普中STM32开发板带您进入ARM世界,七：间断模式,规则组此模式通过设置ADC_CR1寄存器上的DISCEN位激活。它可以用来执行一个短序列的n次转换(n=8)，此转换是ADC_SQRx寄存器所选择的转换序列的一部分。数值n由ADC_CR1寄存器的DISCNUM2:0位给出。一个外部触发信号可以启动ADC_SQRx寄存器中描述的下一轮n次转换，直到此序列所有的转换完成为止。总的序列长度由ADC_SQR1寄存器的L3:0定义。举例：n=3，被转换的通道=0、1、2、3、6、7、9、10第一次触发：转换的序列为0、1、2第二次触发：转换的序列为3、6、7第三次触发：转换的序列为9、10，并产生EOC事件第四次触发：转换的序列0、1、2注意：当以间断模式转换一个规则组时，转换序列结束后不自动从头开始。当所有子组被转换完成，下一次触发启动第一个子组的转换。在上面的例子中，第四次触发重新转换第一子组的通道0、1和2。,12,普中STM32开发板带您进入ARM世界,注入组此模式通过设置ADC_CR1寄存器的JDISCEN位激活。在一个外部触发事件后，该模式按通道顺序逐个转换ADC_JSQR寄存器中选择的序列。一个外部触发信号可以启动ADC_JSQR寄存器选择的下一个通道序列的转换，直到序列中所有的转换完成为止。总的序列长度由ADC_JSQR寄存器的JL1:0位定义。例子：n=1，被转换的通道=1、2、3第一次触发：通道1被转换第二次触发：通道2被转换第三次触发：通道3被转换，并且产生EOC和JEOC事件第四次触发：通道1被转换注意：1当完成所有注入通道转换，下个触发启动第1个注入通道的转换。在上述例子中，第四个触发重新转换第1个注入通道1。2不能同时使用自动注入和间断模式。3必须避免同时为规则和注入组设置间断模式。间断模式只能作用于一组转换。,13,普中STM32开发板带您进入ARM世界,八：ADC时钟配置,voidRCC_ADCCLKConfig(uint32_tRCC_PCLK2)；输入参数范围：#defineRCC_PCLK2_Div2(uint32_t)0 x00000000)#defineRCC_PCLK2_Div4(uint32_t)0 x00004000)#defineRCC_PCLK2_Div6(uint32_t)0 x00008000)#defineRCC_PCLK2_Div8(uint32_t)0 x0000C000)STM32的ADC最大的转换速率为1Mhz,也就是转换时间为1us(在ADCCLK=14M,采样周期为1.5个ADC时钟下得到)，不要让ADC的时钟超过14M，否则将导致结果准确度下降。,14,普中STM32开发板带您进入ARM世界,九：ADC的采样时间,可编程的通道采样时间ADC使用若干个ADC_CLK周期对输入电压采样，采样周期数目可以通过ADC_SMPR1和ADC_SMPR2寄存器中的SMP2:0位更改。每个通道可以分别用不同的时间采样。总转换时间如下计算：TCONV=采样时间+12.5个周期例如：当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5周期TCONV=1.5+12.5=14周期=1s常见的周期有：1.5周期、7.5周期、13.5周期、28.5周期、41.5周期、55.5周期、71.5周期、239.5周期。,15,普中STM32开发板带您进入ARM世界,十：数据对齐,ADC_CR2寄存器中的ALIGN位选择转换后数据储存的对齐方式。数据可以左对齐或右对齐，如图29和图30所示。注入组通道转换的数据值已经减去了在ADC_JOFRx寄存器中定义的偏移量，因此结果可以是一个负值。SEXT位是扩展的符号值。对于规则组通道，不需减去偏移值，因此只有12个位有效。,16,普中STM32开发板带您进入ARM世界,十一：校准,ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。在校准期间，在每个电容器上都