关于STM32F103RET6 的ADC接口会输出200多mv的电压以及在工作中会输出低电平脉冲（频率是采样频率）的问题

动于九天之上提问时间：2023-4-10 10:18 / 未解决

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是否解决:	未解决

``用单片机采集分压电阻过来的电压值，在调试期间，发现初始化完IO口后，ADC输入IO口的电压会上浮200mv左右，开始ADC采集时，会出现低电平脉冲，频率是ADC的采集频率，即35.7K。同时，采集到的电压值也不准确，不同电压值，ADC输出口上浮的电压不同。采集到的电压值和实际值偏差也不是固定，感觉有一个关系。

程序上是采用ADC+DMA的采集方式，数据是通过半传输完成这中断+传输完成中断里得到的，每次采集100个数据（数组）。一直连续采集500ms后停止，找出这一阶段中采集到的最大值。

程序如下

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "adc.h"

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "tim.h"
uint16_t adc_data[100]= {0};
/* USER CODE END 0 */

ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;

/* ADC1 init function */
void MX_ADC1_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 0 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 0 */

  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 1 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 1 */

  /** Common config
  */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_14;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 */

    //HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);
  /* USER CODE END ADC1_Init 2 */

}

void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 0 */
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  /* USER CODE END ADC1_MspInit 0 */
    /* ADC1 clock enable */
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    /**ADC1 GPIO Configuration
    PC4     ------> ADC1_IN14
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    /* ADC1 DMA Init */
    /* ADC1 Init */
    hdma_adc1.Instance = DMA1_Channel1;
    hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
    hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
    hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
    hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;
    if (HAL_DMA_Init(&hdma_adc1) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

    __HAL_LINKDMA(adcHandle,DMA_Handle,hdma_adc1);

    /* ADC1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(ADC1_2_IRQn, 2, 2);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 1 */

    __HAL_DMA_DISABLE_IT(&hdma_adc1,DMA_IT_TC | DMA_IT_HT);
  //  HAL_DMA_RegisterCallback(&hdma_adc1, HAL_DMA_XFER_CPLT_CB_ID, ADCDataCollect_DmaCplCb);
  //  HAL_DMA_RegisterCallback(&hdma_adc1, HAL_DMA_XFER_HALFCPLT_CB_ID, ADCDataCollect_DmaHalfCplCb);
  /* USER CODE END ADC1_MspInit 1 */
  }
}

void HAL_ADC_MspDeInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{

  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspDeInit 0 */

  /* USER CODE END ADC1_MspDeInit 0 */
    /* Peripheral clock disable */
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_DISABLE();

    /**ADC1 GPIO Configuration
    PC4     ------> ADC1_IN14
    */
    HAL_GPIO_DeInit(GPIOC, GPIO_PIN_4);

    /* ADC1 DMA DeInit */
    HAL_DMA_DeInit(adcHandle->DMA_Handle);

    /* ADC1 interrupt Deinit */
    HAL_NVIC_DisableIRQ(ADC1_2_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspDeInit 1 */

  /* USER CODE END ADC1_MspDeInit 1 */
  }
}

/* USER CODE BEGIN 1 */
/**
  * @brief 鍚姩ADC+DMA浼犺緭
  * @retval None
  */
void ADC1Star(void)
{
    //HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);
    //HAL_Delay(100);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn);
    __HAL_DMA_ENABLE_IT(&hdma_adc1, DMA_IT_TE | DMA_IT_TC);
    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)adc_data,100);

}
/**
  * @brief 鍏抽棴ADC+DMA浼犺緭
  * @retval None
  */
void ADC1Stop(void)
{
    HAL_NVIC_DisableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
    HAL_NVIC_DisableIRQ(ADC1_2_IRQn);
     __HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&hdma_adc1, __HAL_DMA_GET_HT_FLAG_INDEX(&hdma_adc1));
     __HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&hdma_adc1, __HAL_DMA_GET_TC_FLAG_INDEX(&hdma_adc1));
    __HAL_DMA_DISABLE_IT(&hdma_adc1, DMA_IT_TE | DMA_IT_TC);
    HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);
    //HAL_ADC_MspDeInit(&hadc1);
}
/**
  * @brief DMA半传输完成中断
  * @retval None
  */
void HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    uint8_t i;

    if(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1) < 4920)
    {
        for(i = 0;i<50;i++)
        {
            if(adc_data[i] > S_GLOBAL_VARIBLE.ultrasonic_ADC_DATA)
            {
                S_GLOBAL_VARIBLE.ultrasonic_ADC_DATA = adc_data[i];//找出最大值
            }
        }
    }

    //__HAL_DMA_ENABLE_IT(&hdma_adc1,DMA_IT_TC);    //启动全传输完成中断

}
/**
  * @brief DMA全传输完成中断
  * @retval None
  */
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    uint8_t i;
    if(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1) < 4920)
    {
        for(i = 50;i<100;i++)
        {
            if(adc_data[i] > S_GLOBAL_VARIBLE.ultrasonic_ADC_DATA)
            {
                S_GLOBAL_VARIBLE.ultrasonic_ADC_DATA = adc_data[i];//找到最大值
            }
        }
    }

        //__HAL_DMA_ENABLE_IT(&hdma_adc1,DMA_IT_HT);//启动半传输完成中断
}
/* USER CODE END 1 */

赞收藏评论7 发布时间：2023-4-10 10:18

7个回答

动于九天之上回答时间：2023-4-10 10:22:24

微信图片_20230410101908.jpg

单片机实际测试电压为0.95~1V这样

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动于九天之上回答时间：2023-4-10 10:23:23

微信图片_20230410101908.jpg

单片机实际测到电压值为300mV左右

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butterflyspring 回答时间：2023-4-10 17:35:30

楼主是要采集这个低脉冲的波形么？
ADC 硬件线路与ADC的采样频率有很大关系，保证ADC的采样电容充放电时间合理与采样频率需要平衡。
另外外部信号如果是高阻抗的信号，这时候有可能ADC的开关动作会对外部的弱信号产生一点影响（示波器看到快关脉冲频率），如果不影响结果就没问题，否则需要调整采样时间或外部线路。

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动于九天之上回答时间：2023-4-11 11:20:26

butterflyspring 发表于 2023-4-10 17:35
楼主是要采集这个低脉冲的波形么？
ADC 硬件线路与ADC的采样频率有很大关系，保证ADC的采样电容充放电时间 ...

根据波形看低电平的位置才是正确的电压值，如果我调节采样频率采样频率最快的情况下，还是有脉冲，只是从高电平占大多数变成了低电平占大多数，而且高电平的电压值有所下降，但是这样还不够，我还需要如何修改我的电路呢？是加一个RC滤波还是加一个运放跟随器？我需要采集低电平的电压值，那个才是我想要的，因为我的信号中，会有一个很高的脉冲信息，这个脉冲信息的最高值才是我想要的。但是我现在还没有接入到脉冲发生的电路，只是用两个可调电阻分压来测试我的ADC，就看到现在这样的波形。

而且我发现，我只要打开电路板上的DCDC开关电源给我的模拟芯片供电，就会出现这个情况，如果不打开DCDC给模拟芯片供电，就不会出现这个情况，可是我已经把脉冲发生电路断开，用两个可调电阻分压来测试ADC了分压电阻的输入电源是DCDC的输入电源。

所以我这个还需要如何改进吗？谢谢

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butterflyspring 回答时间：2023-4-12 11:01:13

动于九天之上发表于 2023-4-11 11:20
[md]根据波形看低电平的位置才是正确的电压值，如果我调节采样频率采样频率最快的情况下，还是有脉冲 ...

1. 楼主首先确定需要采集的信号中是否有来自DC-DC的噪声。
2. 如果要采集低脉冲波形，那么ADC的采样转换频率要超过低脉冲的频率才有可能采集的到。
3.  ADC的采样转换频率高了之后，还要看看采样时间。之前提到过，收到电容和阻抗影响（时间常数），充放电时间要足够，
   这与提高ADC频率成反比，所以需要平衡。
4.  分压电阻过大，导致输出阻抗变大，充放电时间过长，因此可以试试减小分压电阻看看。ADC内部的采样电容如果充放电不够，必然导致结果不准确。

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动于九天之上回答时间：2023-4-12 14:19:29

butterflyspring 发表于 2023-4-12 11:01</p>
<ol>
<li>楼主首先确定需要采集的信号中是否有来自DC-DC的噪声。</li>
<li>如果要采集低脉冲波形，那么ADC的采样转换 ...

1、我尝试把DCDC关掉，虽然这个脉冲的幅值有所减小，但是还在，且影响采集精度，ADC会采集到高电平的电压值。

2、我搭建过电压跟随器，应该可以让ADC接口阻抗匹配把？但是搭建电压跟随器也是一样的波形，采集的幅值也是高电平的电压值。

3、低电平脉冲波形随着幅值的增大而增大。电压越大，脉冲的幅值越大。

4、同样的程序，换到另外一个电路板上，用10K可调电阻分压，没有跟随器，有开DCDC，虽然也会出现那个脉冲，但是不影响采集精度，采集到的是低电平的电压值，也就是程序是没问题的，无论是多少采样时间。

以上现象不知如何解决呢？谢谢~

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butterflyspring 回答时间：2023-4-13 14:30:13

楼主还是先考虑好对于高内阻信号下采样时间与充放电的关系。下面有两张截图能说明这个重要性。
考虑好这个关系就好调整软硬件了。
ADC sample time 1.png

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