STM32 ADC采样

2024-07-13 1601阅读

目录

1.基础概念

2.原理:ADC采样过程分为四步:采样、保持、量化、编码。

3.采样定理

4.采样保持放大器(SHA)

5.ADC电压值转换

6.ADC轮询采样


1.基础概念

ADC 全称:Analog-to-Digital Converter,指模拟/数字转换器,就是将模拟信号转换成数字信号

STM32 ADC采样

①模拟信号:是连续变化的,具有电路简单,分辨率很高的特点,抗噪声能力弱

②数字信号:是离散变化的,抗噪声能力强,便于存储和交换,可用于加密

STM32 ADC采样

2.原理:ADC采样过程分为四步:采样、保持、量化、编码。

①采样是指将模拟波形在时域上进行切分,每个切片大小大致等于原来的波形的值,这过程往往回丢失一些信息

②采样保持:如果被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D转换器的速度来说比较高,为保证转换精度,需要在A/D转换之前加上采样保持电路,使得在A/D转换期间保持输入模拟信号不变。

③量化:在采样完后给每个时间片分配一个数字,这样的过程称为量化

④编码: 量化后的数值还需通过编码用一个二进制代码表示出来,经过编码后得到的就是AD转换结果的数字量,二进制编码的位宽等于ADC的位宽。

STM32 ADC采样

3.采样定理

 又称奈奎斯特采样定理,即当采样频率fs大于采样信号最高频率fmax的两倍时,采样后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。公式 :fs>2*fn

4.采样保持放大器(SHA)

采样保持过程将已采样的模拟电压在一段必要的时间内保持恒定,以便让ADC将模拟电压转换成数字形式。

一个基本的SHA如图,开始的时候模拟开关闭合,通过输入缓冲放大器对模拟电压进行采样,电容C存储或保存采样电压一段时间,输出缓冲放大器提供一个高输入阻抗来防止电容快速掉电。ADI要求输出缓冲器的输入阻抗足够高,以便电容可以保持时间内放电少于1LSB

STM32 ADC采样

5.ADC电压值转换

1.首先确定ADC是几位的,即确定最大数值是多少。比如一个8位的ADC,最大值是0xFF,就是255。

(一般芯片手册会有说明)

2.然后确定最大值时对应的参考电压值。一般而言最大值对应3.3V。这个你需要看这个芯片ADC模块的说明。寄存器中有对于输入信号参考电压的设置。

3.计算电压,读取的ADC数值除以最大数值再乘以参考电压值。比如你ADC值为0x55,那么实际值就是0x55/(0xFF+1)*3.3V = 1.65V

4.验证计算值。你可以用电压表量一下对应的引脚,看看计算值和实际值是否一样。

/********************************************************/
/**        AT89C52+ADC0832+LCD1602                     **/
/**       用ADC0832采集电压,并在1602上显示电压值                  **/
/********************************************************/
 
#include 
#include 
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;
 
bit RW=0;
sbit RS=P2^7;
sbit EN=P2^6; 
sbit CLK=P1^0;
sbit DIO=P1^1;
sbit CS=P1^3;
 
u8 len;
u8 Display_Buffer[4];
void LcdInit();
void delay_us(u8 us);
void delay_ms(u8 ms);
void LcdDisplay(u8 x,u8 y, u8 *str);
void LcdSetCursor(u8 x,u8 y);
void LcdStar();
void write_con(u8 con);
void write_dat(u8 dat);
 
u8 Get_AD_Result()
{
    u8 i;
    u8 data1=0,data2=0;
    CS=0;
    
  //第一个下降沿到来前,DI需置1,起始控制位,开始转换
    CLK=0;DIO=1; _nop_();   
    CLK=1;_nop_();
    
 //第二个下降沿到来前,设D=1/0,选择单端/差分(SGL/DIF)模式中的单端输入模式
    CLK=0;DIO=1; _nop_();  
    CLK=1;       _nop_();     
 
 //第三个下降沿到来前,设D=0/1,选择CH0/CH1,这里选择单通道ch0  
    CLK=0;DIO=1; _nop_();   
    CLK=1;DIO=0; _nop_();  
    
 //第四个下降沿到来前,DI =1 
    CLK=0;DIO=1; _nop_();
    
//4-11,共8个下降沿 DO输出转换信号,读取数据(MSB-->LSB) 
    for(i=0;i
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