STM32F37x/38x SDADC (Sigma-Delta ADC)入门 前言 STM32F37x/38x 系列微控制器整合了带有 DSP 与 FPU 指令、工作频率为 72 MHz 的 32 位ARM Cortex-M4 内核和高级模拟外设。 此系列是 Cortex-M4 内核和精确 16 位 Sigma-Delta ADC 的结合。 ! L: ~) ~- P- `" t. M1 ? 本文概述了 SDADC 的主要特性,并演示了怎样在各种应用案例中使用 SDADC。本文用举例的方法演示了四个应用案例。 1. 使用 PT100 的温度测量 2. 使用 MPX2102A 的压力测量 ( l1 n; \1 I* E5 f 6 D1 G! g2 i( a9 B' n+ y1 c, [ 3. 录音机 4. 心电图 (ECG)捕获 " O3 o) L2 e p: h - m" Y- z& K4 B# G5 r 为帮助您快速上手,四个应用案例都用 C 语言实现,并作为 STM32F37x/38x DSP 和标准外设库包 stm32f37x_dsp_stdperiph_lib 和 STM32373C-EVAL 演示固件包 stm32373c-eval_fw.的一部分 : T4 `2 H+ V. U4 T, S6 H6 U2 V 请注意,本文并不能取代 STM32F37x/STM32F38x 参考手册 RM0313 中的 Sigma-Delta 模数转换器 (SDADC)一节。 + i0 w& z3 R1 [5 L5 Y0 w 本文中给出的所有数值仅作参考。请参考相关的数据手册以获取有效的最新数据。( S+ [/ E6 D& W: A* d1 `" @; e 1 sigma-delta 转换器基础 / s3 P, e1 z, `: Q7 h5 ~ Sigma-delta 转换器又称过采样转换器,它包含两个基本电路:调制器和数字滤波器(图 1)。在调制器中,输入信号被加至数模转换器 (DAC)输出的负反馈信号。通过集成电路之后,信号的差值到达比较器的输入 (1 位 ADC),在此与参考电压比较 (比较器作为 1 位量化器工作)。比较器的输入信号 (1 位 ADC)控制着 1 位转换器,到达数字滤波器的输入。数字滤波器降低流速,将 1 位的流转换为 16 位的字。使用的滤波器拓扑确保了低通的阶为 Sinc³。9 o$ M5 G2 q; E; E: |7 c $ s" e! P0 z6 {, X: y( m- ~- C d' M 2 16 位 SDADC 概述 6 d7 ? |, D2 ~2.1 主要特性 $ K3 D: h7 ?8 f8 LSTM32F37x/38x 器件具有三个嵌入式 Sigma-Delta 模数转换器(SDADC)。它们可以同步,且每一个都有下列主要特性: ● 有效位数 (ENOB)等于 14 位 ● 5 个差分输入对,或者 9 个单端输入,或它们的组合 ● 高性能数据吞吐量: – 当在不同通道之间复用时,为 16.6 ksps 输入采样率 ) E9 v1 M4 j# l* A( I – 单通道工作时为 50 ksps 输入采样率 ● 可编程增益:x0.5、 x1、 x2、 x4、 x8、 x16 及 x32 ● 可选参考电压:VDDSD、 1.22 V、 1.8 V 及 VREF 2.1.1 时钟选择 SDADC 时钟由 SDADCCLK 提供,它按可选的倍数将系统时钟(SYSCLK)预分频:2、4、6、 8、 10、 12、 14、 16、 20、 24、 28、 32、 36、 40、 44 和 48。 0 J+ R* X O7 j: ]+ {SDADC 的典型工作频率为快速模式下 6 MHz 及慢速模式下 1.5 MHz。 9 ~! J, r8 u+ I7 \" ^示例: ' C- i1 I8 m5 O( I9 d; V$ H如果 SYSCLK 设为 72 MHz,则 SDADC 分频器应设为 SYSCLK/ 典型频率:快速模式:预分频 = 72 MHz / 6 MHz = 12低速模式:预分频 = 72 MHz / 1.5 MHz = 48 : B, U% _2 v& O- N2.1.2 输入模式 # |/ y% R& n% X+ C" OSDADC 有三种可能的输入模式,也可组合使用。 ● 差分模式: ● 单端偏移模式 ● 单端零参考模式 0 @ }/ \6 g- B2 m' j差分模式 当所用传感器产生的信号非常小,易受噪声影响时,推荐使用差分模式。当使用热电偶和桥式传感器 (压力传感器)时,尤其如此。 9 m5 a: A Y& J, Y/ w在差分模式中,SDADC 转换的是 SDADCx_AINyP 和 SDADCx_AINyM 的差值。结果可能是正值或负值,取决于哪个输入电压更高。 注 : SDADC 无法测量负电压,并且每个通道的输入电压都必须在器件的电气极限之内。输入范围为 [-Vref/(2*gain), + Vref/(2*gain)],转换值范围为 [-32767, +32767] , k6 F% {$ e2 ~ |
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