Buck 变换器论文

1、 Buck变换器毕业论文 基于ARM的Buck变换器制作 电子技术近年来发展迅猛，直流开关电源广泛应用于个人计算机、电信通信、 系统、航空航天和生物医疗等领域，对开关电源的性能、功率密度、工作效率和可靠性的电子系统中有着广泛的应用，小型化成为必然的要求。本文对Buck 变换器的整体电路和硬件电路进行了讨论。首先，对Buck 变换器的背景，发展状况进行阐述。其次，对Buck 变换器的硬件设计进行了介绍，STM32 处理器的简介和内部主要结构介绍，还有对变换器中的主要电路进行介绍，功率及驱动电路、电源电路、保护电路、软开关电路及控制、电流传感器的电路原理。再次，对整体电路进行一些简单的描述。最后，

2、在附录中，本文还将给出一些必要的系统设计资料，供参考之用。关键词：Buck 变换器，STM32 处理器，硬件电路，整体电路Based on the arm of the changes made a buckAbstractElectronic technology development in recent years, the dc power supply has the wide application in personal computers and telecom communications, the electrical system, air space and biolo

3、gical and medical fields, switching power supplies of power, performance,efficiency and reliability have made a higher demands. Buck change in the battery power of computer, and many consumer products have the power supply of electronic systems are widely used, advocate small-size become inevitable.

4、 To buck this transformation of theelectrical circuits and hardware circuit discussed.First, buck to change the background and development in the paper. Secondly, the buck from the hardware design, stm32 processors, and internal structure, and to introduce major changes in the main circuits to intro

5、duce, power and driven circuit, power supply circuits, the protection circuit and the electrical and control, the principle of the circuit. Current sensors.Thirdly, the circuit to make some brief description. Finally, in the annex, this will also give some necessary system design, data for reference

6、 only.Key words: Buck changes, hardware circuit stm32 processor, the circuitBuck 变换器毕业论文目 录第1章 绪论.1 1.1 课题背景介绍.1 1.2 课题研究状况.1 1.3 课题研究方法.2第2章 STM32处理器.3 2.1 STM32 处理器介绍.32.2 高级控制定时器(TIM1).4 2.2.1 简介.4 2.2.2 主要特性.4 2.3 通用定时器(TIMx).5 2.3.1 概述.5 2.3.2 主要特性.5 2.3.3 功能概述.62.4 模拟/数字转换(ADC).7 2.4.1 介绍.7 2.

7、4.2 主要特征.7 2.4.3 引脚描述. 8 2.4.4 功能描述.9第3章 系统硬件设计.11 3.1 Buck 电路的开关过程分析.11 3.2 功率及驱动电路设计.12 3.2.1 IR2110 简介.12 3.2.2 IR2110 内部结构和特点.12 3.3 电源电路及保护电路设计.13 3.3.1 电源电路设计.14 3.3.2 保护电路设计.143.4 软开关电路及控制电路设计.183.5 电流传感器的电路设计.21 3.5.1 电流传感器的介绍.21 3.5.2 工作原理.21 3.5.3 模拟霍尔传感器SS495 介绍.22结论.25致谢.26参考文 第1章 绪论1.1

8、课题背景介绍 开关电源技术的发展、应用领域的扩大，特别是近几年便携式电子产品的飞速发展,使高效率、高可靠性、高精度、高功率密度成为开关电源的发展方向，对集成电路设计提出了挑战。当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆

9、变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET 和IGBT 为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992 年6 月17 日“能源之星计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30 瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200 瓦开关电源而言,

10、电源自身要消耗50 瓦的能源。1.2 课题研究状况 近30 年来，开关型功率调节器已经发展成轻型、高效的直流电源。在各类Buck 变换器中。PWM 型DCDC 变换器结构种类多，发展快，术领先，于实现，成为最大的一类。目前，无论在电力电子，还是在控制领域中，IMDCDC 变换器都是研究的热点。PWM 型变换器中。率器件工作在开关状态,着开关频率的提高,常用的理想元件级模型进行仿真,需要的仿真时间会增加，至在诸如谐振变换器等场合会导致仿真不收敛。由于种种限制,在DCDC 变换器的控制方面只是最近几年才有了较为集中的研究,且由于DCDC 变换器的精确模型较难建立,传统的控制方法较难得到好的控制特性

11、。随着微电子技术，现代控制理论以及E DA 技术等领域的飞速发展，越多的先进控制方法被用来控制DCDC 变换器,大的改善了其性能。对这些先进控制方法的仿真具有重要的现实意义。1.3 课题研究方法 本文主要研究Buck变换器的硬件电路部分，硬件电路主要是由STM32处理器和一些电路组成，这些电路包括：功率及驱动电路，电源电路及保护电路，软开关电路及控制,电流传感器。然后对Buck的整体电路在进行研究和讨论。1.4 整体框图 第2章 Buck电路的相关原理分析2.1 ARM工作原理 外部信号输入到ARM里，ARM进行内部的信号处理后产生一个PWM波，然后PWM波输入到外部驱动上，完成相应的工作。2

12、.2 Buck电路原理硬件电路设计包括DC-DC变换电路、控制电路、输出电压电流采样电路、数字显示电路如图1.2.1所示。输入电压为直流电压24V，通过DC-DC模块（BUCK斩波电路）将电源电压转换成0-20V可调的输出直流电压，控制电路采用TL494芯片的稳压电路如图1.2.2所示。图中与决定开关电源的开关频率，输入电压可以在15-40V范围内变化 2.3Buck电路的参数设计 图2.1.2 Buck电路工作时的等效电路从图2.1.2的电路等效模型可以看出，电感L和电容C组成低通滤波器，串联一个电感，使输出电流波形较为平滑，能够得到较好的滤波效果而直流损失小。在整流电路中并联一个电容，在输

13、入电压升高时，给电容器充电，可把部分能量储存在电容器中。而输入电压降低时，电容两端电压以指数规律放电，就可以把储存的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电，负载上得到的输出电压就比较平滑，起到了平波作用。在整流电路中并联一个电阻，将残余的纹波电压降落在电阻两端，可以明显改善滤波效果。此滤波器设计的原则是使的直流分量可以通过，而抑制的谐波分量通过；电容上输出电压就是的直流分量在附加微小纹波。电容上的纹波实际由电容的充放电引起，当电路稳态工作时，由于开关工作频率很高，电容充、放电的时间都非常短，电容上电荷变化量一般很小，由此引起的纹波必然很小，通常相对于电容上输出的纹波电压峰峰值为 （2-3）又因为

14、本设计要求中纹波电压峰峰值为0.2V由式2-3得 (2-4)其中设计为50%按照原则来讲，纹波电压越小，电源供电方范围越大，但同时电容也越大，同样对系统有影响。当VT截止关断时由于电感L续流，导致VD导通，电路拓扑等效图如图2.1.3所示。 (a)晶闸管关断时 （b）晶闸管导通时 图（2.1.3）相关参数为Ud=030V， Uo=Ui， 假定=ton/T=40%我们可以把Buck电路等效于图2.1.4，其中开关S等效于VT、VD的协同动作效果。在图2.1.4中，当开关S置于“1”位时，电感器电流的增加，电感器进行储能;当开关S置于“2”位置时，电感电流减小电感能量进行释放。假定一个开关周期的电

15、流增加大于电流减小量，在一个开关周期T上的电感器的磁通增量，这个增量将产生一个平均的EMF。根据电磁感应定律，这种潜在的存在将减少在电感器电流上升速度的下一个周期，并同时减缓的电感器电流的下降速度，也就是说，下一个周期的电感电流净量内将被减少。电路继续正常操作，则此操作最终导致了持续的周期电感电流平均增量是零，电路达到稳定状态;磁通电感增量在一个开关周期小于零的状态也是相同的。图2.1.2中给定输入电压,则输出电压，其中，则输入输出电压关系如图2.1.5所示。电感上电压关系如图2.1.6所示，电感上电压为 (2-5)由分析可以得到相应的电流连续时工作波形如图（2.1.4）所示如下： 电流连续工

16、作波形（2.1.4） 原则上讲，电流越小，电源的供电范围越大，供电效果越好，但这样电感就会越大，会对电路的总体性能有影响。本设计中断续电流1A，则电感电流峰峰值为2A，在开关管开通时间内，按照正向计算由式2-5得 （2-6）其中式中,或按照负向计算得 （2-7）其中式中, 根据该电路的状态，一个开关周期电感电流平均增量（或磁通平均增量稳态运行是零的现象称为电感伏秒平衡，有一个一般的功率，前提是在电路稳态工作状态下进行操作。 开关管、二极管的选择：开关管VT采用大功率晶体管 TIP32A，续流二极管常采用快恢复二极管或肖特基二极管，他本身存在有优势耐压高、正向电流、开关特性好大等优点。2.2Bu

17、ck变换器的开环仿真（物理模型）以Buck变换器原理电路图为基础，应用MATLAB绘制出其仿真电路图，如2.2.1所示。 开环Buck电路仿真图（2.2.1）设计目标参数：输入电压： Ui=24V 输出电压：U0=12V 开关频率：f=20kHz 稳定度 ：1% 纹波电压：U=0.2V 20kHz的开关频率控制晶闸管的导通与关断，当晶闸管导通时，电源给电路提供电压，而当晶闸管关断时，二极管起到续流的作用，阴极和阳极相反，和电容以及电感构成续流回路，对电路进行工作。 Scope4的相应波形（2.2.2） 2.2.2所示图形为电源相应的波形030V。 Scope3的相应波形（2.2.3）2.2.3

18、中所示为电感上的电压和纹波电流，其中=40%。 op 输出电压波形图（2.2.5） 图（2.2.5）中的波形为输入030V电压经过降压电路输出的012V的电压，其中=40%。2.3Buck变换器的开环仿真（动态模型） 图（2.2.6） 动态模型说明：输入电压为030V，因为=40%，所以为12V，30为输入电压，和是晶闸管触发电路和整流电路可以被看作是纯滞后环节，中的11.25和L,C有关，2.99和L,R有关，改变R的大小，可以看到不同的波形。 图（2.2.7）Scope1的图形 图（2.2.7）是L=0.0018 C=62.5 R=1时的开环变换器物理模型的波形， 图（2.2.8）图（2.

19、2.8）是L=0.0018 C=62.5 R=6时的开环变换器动态模型的波形。开环传递函数： 利用状态平均法构建开环Buck变换器的传递函数。BUCK 变换器有两种工作状态:开关管导通模式(图2.1.8所示)和开关管关断模式( 图2.1.9所示)。为简单起假定开关是理想的, 同时认为状态转换是瞬间完成的, 且工作于电流连续的状态。 图（2.2.9）Buck变换器原理图 图（2.2.10） 从图（2.2.9）Buck变换器原理图可以得到如下（2-8）公式： (2-8) = 可得开环Buck变换器的传递函数为： = (2-9)其中， (2-10) 为了验证此平均模型的可靠性, 可以让它工作于一定占

20、空比下, 可将其响应曲线与理想器件级模型(开关模型) 在相同占空比下的响应曲线进行比较。2.4.Buck变换器的闭环仿真（物理模型） Buck变换器闭环仿真的物理模型（2.4.1）首先需要设计出PI控制框图，如图(2.4.11), 其中，给定值为期望的输出电压，本设计取开环Buck电路的设计输出电压24V,原件参数继续使用之前的开环Buck电路的参数值，但是PI控制器的参数需要进行后续计算，通过Buck电路原理图以及PI控制控制框图，确定仿真电路图.在系统中加上PI控制器可以减小系统的幅频特性，相当于整条幅频特性曲线下移，从而达到减小穿越频率的目的。它用积分代替了滞后网络传递函数分母的惯性环节

21、，所以可以提高系统的误差型别。又因为它有又半平面的开环零点，可以缓和PI零极点对系统稳定性产生响。具体方法如下。PI控制器的传递函数如为： (3-1)由系统稳定准则知系统稳定时的穿越频率取值范围为（40005000）Hz取开关频率为4.5kHz，根据系统的开环Bode图，其对应的赋值为6.3dB。取=100，所以对应的PI参数P=0.63，I=100.在实际的调整过程中有对参数进行了微调，最终P=0.49，I=100.最终得到闭环系统的传递函数如下: Scope3的波形（2.4.2）2.4.2的第一个波形中有一个滞环比较器，用来调节有波动的系统时的缓冲，当信号小于一定值时，才会输出0.为了使信

22、号调节有一个足够的范围宽度，不至于每个周期都调节。第三个波形就是输出的连续的序列。L/R=0.00015Bode图 （2.4.3） 2.4.3所示的Bode图是当R=1.2时，经计算=1.2，此时的谐振很小，近似于0，经与震荡环节的对数频率曲线对比，结论相互符合。L/R=0.00005时域图（2.4.8）L/R=0.00006Bode图（2.4.9）L/R=0.00006时域图（2.4.10）L/R=0.00007Bode图（2.4.11）L/R=0.00007时域图（2.4.12）L/R=0.00008Bode图（2.4.13）L/R=0.00008时域图（2.4.14） 从以上的图形可以看

23、出在一定范围内L/R越大即（阻尼比）越大，谐振波越小，最后趋于0，同时，超调量越小，上升时间越长。2.5 Buck变换器的闭环仿真（动态模型）Buck变换器的闭环动态模型（2.5.1） 图2.5.1中是一个PI调节器根据反馈对电路进行稳态调节,根据开环系统的Bode图并结合PI控制器的特点可知在系统中加上PI控制器可以减小系统的幅频特性，相当于整条幅频特性曲线下移，从而达到减小穿越频率的目的。它用积分代替了滞后网络传递函数分母的惯性环节，所以可以提高系统的误差型别。又因为它有又半平面的开环零点，可以缓和PI零极点对系统稳定性产生的不利影响除了改善系统的动态性能外，PI控制器还可以改善系统的稳态

24、性能，所以PI控制器的效果优于滞后校正网络。与之后校正网络相同的是由于其复制的高频衰减作用，他也是系统的响应速度下降，这也是PI控制器的主要缺点。和是晶闸管触发电路与整流装置经泰勒级数展开的传递函数，因为晶闸管触发与整流装置是一个纯滞后环节，25是输入的电压（范围在030V之间），中的由系统决定，和L,C有关，0.0001和L,R有关，因此0.0001是一个可调量，反映负载的变化对系统稳定性的影响。第3章 STM32处理器3.1 STM32 处理器介绍 微控制器全球领导厂商意法半导体宣布最新的STM32 互联系(Connectivity Line)微控制器已全面投产，基于ARM Cortex

25、TM - M3 处理器的这款新产品如预期准时上市。S TM3 2 互联系列让设计人员可以在同时需要以太网、US B、CAN 和音频级1 2 S接口的产品设计中发挥工业标准的32 位微处理器的优异性能。目前互联系列下设两个产品系列：STM32F105和STM32F107。STM32F105 系列集成一个全速USB2.0HostDeviceOTG接口和两个具有先进过滤功能的CAN2.0 控制器；STM32F107 系列则在STM32F1O5 系列基础增加一个10 100 以太网媒体访问控制器( MAC)，以完整的硬件支持IEEE1588 精确时间协议，使设计人员能够为实时应用开发以太网连接功能。内

26、置专用缓存让USBATB、两CAN 控制器和以太网接口同时工作，以满足通信网关应用的需求，以及各种需要灵活的工业标准连接功能的挑战性需求。两个系列产品都支持音频级I2S通信，配合USBhost；F口SPI 功能让微控制器可以读取USB 大容量外存、MP3 播放器或SD 记忆卡等外存中的音频文件，并通过12 接口进行音频解码和输出。这些功能是家庭音响设备的必备功能，如音响底座系统、闹钟音乐播放器和家庭影院。ARMCortex-M3 出色的处理性能让开发人员可以用软件实现重要的功能(如语音编解码)和人机接口功能(如显示数据处理、播放和停止按钮)，从而节省外部元器件。“我们在使用ARM Cortex

27、-M3 内核方面积累了大量的技术知识，可以迅速地推出新产品，在一个工业标准内核上实现高能效运行、优异的实时性能和创新的共享外设，”意法半导体微控制器产品部总经理Jim Nicholas 表示，“目前量产中的四个STM32系列产品，以及一个正在开发的超低功耗STM32L微控制器平台,还有更多规划中的创新产品，我们可靠的产品开发蓝图使我们的客户能够锁定现有市场并掌握新兴市场机会。” STM32 互联系列由72 MHz 微控制器组成，能够满足网络连接、数据记录、USB连接和外设扩展或现场升级等需求，可用于以工业、医疗、家电、消费电子和物业服务为目标用的产品，如电力线通信(PLC)、电机控制、病人监控

28、、家庭音响、保安系统、电表控制面板。 目前STM32 系列共有70 款产品在产，36MHz 到72MHz 的产品在软件和引脚上相互兼容，提供多种共用外设选择，以满足多元化的应用需求，共计八种封装选择，片上闪存密度从16KB到512KB。内置64KB、128KB 或256KB 闪存的STM32F105 和内置128K 或256KB 闪存的STM32F107 立即上市，这两个系列产品采用LQFP64 或LQFP100 封装。3. 2 STM32F GPIO 3.2.1 简介通用的GPIO引脚通常分组为PA,PB,PC,PD和PE等。每组中各端口根据GPIO寄存器中每位对应的位置又分别编号为015。

29、每个I/O端口都有特定的硬件特征，GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成：输入浮空、输入上拉、输入下拉、模拟输入、开漏输出、推挽式输出、推挽式复用功能和开漏复用功能等多种模式。类别模式简介通用输出推挽上拉输出开漏如果需要上拉，则必须外接复用输出推挽片上外设控制输出开漏片上外设控制输出，如果需要外设，必须外接输入模拟输入再模拟模式下 ，数字输入总为1浮空输入内部没有上拉或下拉的数字输入下拉输入带内部下拉的数字输入上拉输入带内部上拉的数字输入 GPIO输入/输出模式（3-1）3.3 高级控制定时器(TIM1)3.3.1 简介 高级控制定时器(TIM1)由一个16 位的自动装载计数器组成，它由一个

30、可编程预分频器驱动。它适合多种用途，包含测量输入信号的脉冲宽度(输入捕获)，或者产生输出波形(输出比较，PWM，嵌入死区时间的互补PWM输出，单脉冲输出等)。 使用定时器预分频器和RCC 时钟控制预分频器，可以实现脉冲宽度和波形周期从几个微秒到几个毫秒的调节。高级控制(TIM1)和通用(TIMx)定时器是完全独立的，它们不共享任何资源。3.3.2 主要特性 高级TIM1定时器的功能包括： （1）16 位向上，向下，向上/向下自动装载计数器。 （2）16 位可编程（可以实时修改）预分频器，计数器时钟频率的分频系数为165535 之间的任意数值。 （3）4 个独立通道： 输入捕获； 输出比较； 单

31、脉冲模式输出； 死区时间可编程的互补输出； PWM 生成(边缘或中间对齐模式)； （4）在指定数目的计数器周期之后更新定时器寄存器； 刹车输入信号可以将定时器输出信号置于复位状态或者一个已知状态。 如下事件发生时产生中断/DMA 更新：计数器向上溢出/向下溢出， 计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)； 触发事件(计数器启动，停止，初始化或者由内部/外部触发计数)； 输入捕获； 输出比较； 刹车信号输入；3.4 通用定时器(TIMx)3.4.1 概述 通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16 位自动装载计数器构成。它适用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度(输入采集)或者产生输出波形

32、(输出比较和PWM)。使用定时器预分频器和RCC 时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。定时器是完全独立的，而且没有互相共享任何资源。它们可以一起同步操作。3.4.2 主要特性通用TIMX定时器的功能包括：（1）16 位向上，向下，向上/向下自动装载计数器。（2）16 位可编程（可以实时修改）预分频器，计数器时钟频率的分频系数为165535 之间的任意数值。（3）4 个独立通道： 输入捕获； 输出比较； 单脉冲模式输出； PWM 生成(边缘或中间对齐模式)； 使用外部信号控制定时器和定时器互联的同步电路。 如下事件发生时产生中断/DMA； 更新：计数器向上溢出/

33、向下溢出， 计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)； 触发事件(计数器启动，停止，初始化或者由内部/外部触发计数)； 输入捕获 输出比较；3.4.3 功能描述 输入捕获模式 在输入捕获模式下，当检测到ICx 信号上相应的边沿后，捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)被用来锁存计数器的值。当一个捕获事件发生时，相应的CCXIF 标志(TIMx_SR 寄存器)被置1，如果开放了中断或者DMA 操作，则将产生中断或者DMA操作。如果一个捕获事件发生时CCxIF 标志已经为高， 那么重复捕获标志CCxOF(TIMx_SR 寄存器)被置1。写CCxIF=0 可清除CCxIF，或读取存储在TIMx_C

34、CRx寄存器中的捕获数据也可清除CCxIF。写CCxOF=0 可清除CCxOF。 以下例子说明如何在TI1 输入的上升沿时捕获计数器的值到TIMx_CCR1寄存器中，步骤如下：选择有效输入端：TIMx_CCR1 必须连接到TI1 输入，所以写入TIMx_CCR1 寄存器中的CC1S=01， 一旦CC1S 不为00 时， 通道被配置为输入， 并且TM1_CCR1 寄存器变为只读。根据输入信号的特点，配置输入滤波器为所需的带宽(输入为TIx 时，TIMx_CCMRx 寄存器中的ICxF 位)。假设输入信号在最多5 个时钟周期的时间内抖动，我们须配置滤波器的带宽长于5 个时钟周期。因此我们可以(以f

35、DTS 频率)连续采样8次，以确认在TI1 上一次真实的边沿变换，即在TIMx_CCMR1 寄存器中写入IC1F=0011。选择TI1 通道的有效转换边沿，在TIMx_CCER 寄存器中写入CC1P=0(即上升沿)。配置输入预分频器。在本例中，我们希望捕获发生在每一个有效的电平转换时刻，因此预分频器被禁止(写TIMx_CCMR1 寄存器的IC1PS=00)。 设置TIMx_CCER 寄存器的CC1E=1，允许捕获计数器的值到捕获寄存器中。如果需要，通过设置TIMx_DIER 寄存器中的CC1IE 位允许相关中断请求，通过设置TIMx_DIER 寄存器中的CC1DE 位允许DMA 请求。发生当一

36、个输入捕获时：当产生有效的电平转换时，计数器的值被传送到TIMx_CCR1 寄存器。CC1IF 标志被设置(中断标志)。当发生至少2 个连续的捕获时，而CC1IF 未曾被清除，CC1OF 也被置1。如设置了CC1IE 位，则会产生一个中断。如设置了CC1DE 位，则还会产生一个DMA请求。为了处理捕获溢出，建议在读出捕获溢出标志之前读取数据，这是为了避免丢失在读出捕获溢出标志之后和读取数据之前可能产生的捕获溢出信息。3.5 模拟/数字转换(ADC)3.5.1 介绍 12 位ADC 是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有18 个通道，可测量16 个外部和2 个内部信号源。各通道的A/转换可以单次、

37、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。3.5.2 基本参数 ADC基本参数为12位分辨率；供电要求2.43.6V；输入范围03.6V(VREF- VIN VREF+)对于STM32F103xx增强型产品，ADC转换时间跟时钟频率有关。3.5.3 基本功能 （1）转换结束，注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断； （2）自校准；在每次ADC开始转换前进行一次自校准； （3）规则通道转换期间有DMA 请求产生； （4）带内嵌数据一致的数据对齐； （5）通道之间采样间隔可编程；

38、 （6）规则转换和注入转换均有外部触发选项； （7）可设置成单次,连续，扫描，间断模式进行； （8）双ADC模式，带两个ADC设备ADC1和ADC2，有8种转换方式。 注意：如果有VREF-管脚(取决于封装)，必须和VSSA 相连接。3.5.4 引脚描述名称信号类型注解输入，模拟参考正极ADC使用的高端/正极参考电压，2.4V输入，模拟电源等效于的模拟电源且2.4V(3.6V)输入，模拟参考负极ADC使用的底端/负极参考电压，=输入，模拟电源地等效于Vss的模拟电源地ADCx_IN15:0模拟输入信号16个模拟输入通道3.5.5 功能描述1、ADC 开关控制 通过设置ADC_CR1 寄存器的A

39、DON 位可给ADC 上电。当第一次设置ADON 位时，它将ADC 从断电状态下唤醒。ADC 上电延迟一段时间后(tSTAB)，再次设置ADON位时开始进行转换。通过清除ADON 位可以停止转换，并ADC 置于断电模式。在这个模式中，ADC 几乎不耗电(仅几个A)。2、ADC 时钟 由时钟控制器提供的ADCCLK时钟和PCLK2(APB2 时钟)同步。CLK控制器为ADC时钟提供一个专用的可编程预分频器。3、通道选择 有16 个多路通道。可以把转换分成两组：规则的和注入的。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

40、、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/ VREFINT 内部通道温度传感器和通道ADC_IN16 相连接，内部参考电压VREFINT 和ADC_IN17相连接。可以

41、按注入或规则通道对这两个内部通道进行转换。注意：传感器和VREFINT只能出现在主ADC 中。4、单次转换模式 单次转换模式里，ADC 只执行一次转换。这个模式既可通过设置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J

42、EOCIE 位，则产生中断，然后ADC 停止。5、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。 3、时序图 如图2.4 所示，ADC 在开始精确转换

43、前需要一个稳定时间tSTAB。在开始ADC 转换和14 个时钟周期后，EOC 标志被设置，16 位ADC 数据寄存器包含转换的结果。. 3.6 STM32的DMA3.6.1 DMA简介 存储器直接访问DMA,传送方式如一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和存储器之间利用系统总线直接读/写数据，既不通过微处理器，也不需要微处理器干预。整个数据传输在一个称为“DMA控制器”的控制下进行。微处理器除了在数据传输开始和结束时控制一下，在传输过程中微处理器可以进行其他的工作。DMA还有一个特点是“分散-收集”，它允许在一次单一的DMA处理中传输大量数据到存储区域。3.6.2 DMA的基本功能（1）7个

44、独立可配置的通道。（2）每个通道都可以硬件请求或软件触发，这些功能及传输的长度、传输的源地址或目的地址都可以通过软件来配置。（3）在7个请求之间的优先权可以通过软件编程设置（共有4级：很高、高、中等和低），在优先权相等时通过硬件决定谁优先（请求0优先于请求1，依次类推）。（4）每个通道有3事件标志(DMA半传输、DMA传输完成和DMA传输出错)，这三个事件标志通过逻辑“或”形成一个单独的中断请求。（5）独立的源和目标数据区的传输宽度（8位字节、16位半字和32位全字），源地址和目标地址按数据传输宽度对齐，支持循环的缓冲期管理。（6）可编程的数据传输数量最大为65536.（7）STM32的DMA可在如下区域传输：外设到存储器（I2C/UART等获取数据并送入SARM）;SARM的两个区域之间；存储器到外设（如SARM中预先保存的数据送入DAC产生各种波形）；外设到外设（如ADC读取数据后送到TIM1控制产生不同的PWM占空比）；允许将Flash、SRAM、APB1外设和A