前言
, Z* Z2 S: W% Z9 q. ESTM32L4 集成了运算放大器(OPAMP)，可对模拟信号进行放大处理，可节省 MCU 外接 OPAMP 的硬件成本。本文档将介绍 STM32L4 的片内 OPAMP 的不同工作模式，并提供配置 OPAMP 的例程。
7 B) P6 k1 M2 B
, {. V0 I+ k- q) KSTM32L4 运算放大器特性
以下是 STM32L4 OPAMP 的关键特性：
# L6 t. b1 J/ H轨对轨输入、输出；
低漂移电压，且漂移可以在应用中校准；
* w, p+ ?. C1 G- ^2 [! _两种功耗操作模式：
/ p: G- d( k* l# {4 V9 _8 A, T         正常模式：约 120 微安电流
         低功耗模式：约 40 微安电流
5 G$ u, Q+ i! B. R- n3 L多种片内配置：
         标准模式：外部增益设置
; {' d9 @* n) K8 ?2 ^         跟随器模式
         PGA 模式：内部增益设置(2 倍，4 倍，8 倍，16 倍)
         PGA 模式：用于滤波的反向输入内部增益设置(2 倍，4 倍，8 倍，16 倍)
增益带宽：1.6MHz
0 }8 x7 B- ^. V快速的唤醒时间：支持模式 10 微妙，低功耗模式 30 微妙。
输入失调电压：校准之后的输入偏移电压小于 1mV，出厂设置的偏移电压为 10mV。
输入偏置电流：小于±1nA(对于专用模拟引脚)
1 n/ f$ i8 O8 \) N5 Y( I工作条件：1.8V
$ Q+ @* {. I' m2 {; r( a8 d: _4 W) a' R
* ^  ?4 _' o2 s5 p% M1 V$ S+ {
) h) i0 Y* ~/ T. {" R4 g

使用内部开关连接反向输入到外部电阻，运算放大器可以被配置为使用外部反馈电阻的运算放大器电路。
) H) X7 [/ d3 g1 z; @" \" E1 a

2 s3 n4 U; L# }( }2 Z! G
使用内部开关连接输出到反向输入，运算放大器可以被配置为一个内部电压跟随器。内部电压跟随器模式下，被分配到运算放大器的反向输入引脚是空闲的，所以该引脚可以被配置为 GPIO 的其它功能功。

- e7 }. f5 L' `  S  |. A
+ e# _/ D0 \* P

9 ~& u' R: }/ q6 N: V8 GSTM32L4 的运算放大器支持使用 4 个固定增益的反向放大器模式。反馈电阻通过可编程增益放大器功能来配置 2,4,8 或16 倍的增益。


9 l' ]) h, g1 M) M+ j: x5 E: Z
运算放大器也支持输出到反向输入的外部连接来创建 PGA 模式，使用外部电容来添加 PGA 配置的低通滤波器特性。
5 q# a1 f% P1 r/ }- E- f+ o
; O' [+ W- Y7 M9 c& c( _) D/ ^# V5 K
( g4 s- e" w+ y5 K0 z硬件环境
本文档硬件环境基于 STM32L476G-EVAL，硬件原理图如下：
- r) ?2 B/ B: N* h0 }

图 5 STM32L476G-EVAL OPAMP 电路

OPAMP1 的输入和输出分别对的引脚是 PA0，PA1 和 PA3，同向输入 P0 连接到 JP7 的 1 脚，运放的输出 PA3 有个测试点 TP9。运放 OPAMP1 的增益取决于电阻 RV2 和 R121，增益的计算公式如下：
                                          增益 = 1 + (RV2) ÷ (R121)
RV2 的阻值范围从 0 到 10kΩ，R121 是 1kΩ，增益可从 1 到 11 变化，连接到 PA0 的电阻 R63 可以减小输出的偏移。


软件配置
+ q8 L$ o5 T2 e 以外部增益配置为例，进行 STM32CubeMX 配置，在配置之前确保 CN10 连接上，JP10 连接到 12 方向或者 23 方向。
1.选择 STM32L476ZGTx，如下所示：



4 ^3 A' C% n" b) U& g2.配置时钟为 80MHz 系统时钟，如下图所示：



3.配置 OPAMP1 为标准外部增益配置模式，如下图所示：
" e" ]/ i/ e' }  V, U9 u/ j

& H8 g7 Z5 g9 r7 }: C
至此，CubeMX 中已经配置了一个简单的 OPAMP 外部增益配置的例子，使用 CubeMX 生成工程代码，并在 main.c 中添加如下代码来开启 OPAMP。

1. /*## Start OPAMP #####################################################*/
   
2. /* Enable OPAMP */
   % ]  V& k# W9 Y* j3 \( m& j0 C3 ]9 j
3. if(HAL_OK != HAL_OPAMP_Start(&OpampHandle))
   , U# ~$ U' D# K0 g' q" S7 x
4. {
   9 k' y% {0 j1 X8 v) S
5. Error_Handler();
   ( H& r: P7 Q0 P$ G
6. }

复制代码

7 T/ H; v- H$ _1 x 运行软件后，调节 RV3 来调节 OPAMP 的正向输入电压，调节 RV2 来调节 OPAMP 的增益，通过电压测量工具可测量OPAMP 的正向输入与输出电压，通过输出电压与输入电压比值和(1+RV2/R121)进行对比。

/ i  Z- R, B- X$ `% u
8 l- y; q1 o! K  N+ U
4 \& W- U" d% I3 ^8 o总结
$ p/ Y8 S8 A$ J5 @6 H6 @ 片内的 OPAMP 可对模拟信号进行放大处理，配合片内的 DAC 等外设，可实现各种不同的应用。本文档提供了STM32L4 OPAMP 的一个简单易用的例子，更多详细的应用请参考 STM32L4x6 用户手册等资料。


- }6 h% n: [) z( b3 Z

1 @6 h4 O+ N( y9 E( E& }( S