STMCU-管管
发布时间：2019-4-3 10:28
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STM32F37x/38x SDADC （Sigma-Delta ADC）入门) R& A; ~% J0 f. @. p& @/ d 1 [9 ]7 C* c' y/ ^0 [" `3 U' ? 前言 , }6 o9 _/ p/ A* _" R 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。 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。 , P8 H& P9 F2 s. M# \ 1. 使用 PT100 的温度测量 ' @9 o7 I5 u2 H9 C: e# X 4 _7 ?) d, T/ v8 t7 k, c# J8 G 2. 使用 MPX2102A 的压力测量 3. 录音机 4. 心电图 （ECG）捕获 / f! E9 A" k) Z. ~9 W; A4 }: u; m 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 ) h- Z" G8 ^5 l: B2 t8 q 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。 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。 4 j* `$ J; N% | z 
1 sigma-delta 转换器基础 & R2 f, y" ]7 ?3 Q8 ?5 B& B 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。6 J$ D( d6 q. S1 {0 s 
2 16 位 SDADC 概述 + f0 X/ J- K1 F2.1 主要特性 STM32F37x/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： ! f" w: M z: D% b+ w1 X● 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 7 A8 w2 X. k% T7 K6 b – 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 ! A% ?. q! v4 N/ c' j● 可选参考电压：VDDSD、 1.22 V、 1.8 V 及 VREF * M' \% c% d, S2.1.1 时钟选择 5 {( V y' x, s9 v. y* `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。 4 @& N# P9 _2 h, ~4 v ISDADC 的典型工作频率为快速模式下 6 MHz 及慢速模式下 1.5 MHz。 $ p- R2 o8 h9 P示例： / g- J) G) y! q/ d7 @0 T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 & y& K& D% |5 Q h/ a, n' X2.1.2 输入模式 SDADC 有三种可能的输入模式，也可组合使用。 ● 差分模式： / {' s% h4 C9 i m- E& X( }: g● 单端偏移模式 W) `5 Y. n0 _# e: E5 `● 单端零参考模式 差分模式 ( m# x) R, R+ V" W0 T* H9 E, k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。 ! e. j; i0 y R: g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] |
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