前言
7 O. p/ ?* `$ b9 N2 oSTM32F37x/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。
* f8 D" r; t" j& E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。
1. 使用 PT100 的温度测量
  \+ p$ Q" j0 H# v$ O2. 使用 MPX2102A 的压力测量
) u2 s6 n9 K( q2 a# N5 ~+ j3. 录音机
/ R0 K) ?9 y6 B6 p* A4. 心电图 （ECG）捕获
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
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。
7 o: I+ D! p8 H) q7 f9 G( c7 ?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。

0 H. F2 y$ z2 ~5 ?2 a! N
) X+ n* w/ z' l( j& g& ~& n/ M
( G" p- U0 l" u3 y) x9 }/ ?4 I1 sigma-delta 转换器基础
. }) Q& K& E, q: kSigma-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。
$ A$ K1 |2 O- p% M


( i$ u( s4 @9 ~' v
2 16 位 SDADC 概述
2.1 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：
● 有效位数 （ENOB）等于 14 位
* }9 g( I6 a! [1 E( t) k( Q● 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
– 单通道工作时为 50 ksps 输入采样率
/ m0 j9 f  Z& l1 o/ P' _6 ]● 可编程增益：x0.5、 x1、 x2、 x4、 x8、 x16 及 x32
  c8 F- o& w# G1 ?% U# k● 可选参考电压：VDDSD、 1.22 V、 1.8 V 及 VREF

4 M' p$ m4 O% t9 g0 ^0 @+ @2.1.1 时钟选择
3 F/ q  M' B9 Q( y7 H. ^8 ^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。
, W9 n- a- w: U& e: S4 V% LSDADC 的典型工作频率为快速模式下 6 MHz 及慢速模式下 1.5 MHz。
示例：
! t: G3 z7 Z  S/ a: E; c+ u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
* h7 `/ R, L+ \8 c2 ]- b: s) W3 F
2.1.2 输入模式
1 h2 x6 ^! w4 q" V/ ^) e+ Q, E3 r# NSDADC 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

差分模式
+ b. E6 t' z* R: @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。
+ Y: W/ {% d, j& i3 q4 C, ]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。
" |! d2 _! P6 I8 l9 _输入范围为 [-Vref/(2*gain), + Vref/(2*gain)]，转换值范围为 [-32767, +32767]

示例：
对于 1.22V 的参考电压， 1 倍增益，输入范围为 +/- 0.61V
* k  g( g+ C# \! M6 Z) Y7 ^公式为：
Vin = SDADCx_AINyP - SDADCx_AINyM = ReadData * Vref/(2 x gain x 32767)
其中， ReadData 为 SDADC 数据寄存器的两个补充读数据 （SDADCx_JDATAR 或SDADCx_RDATAR）
) k, _* T, {3 X/ Y. b8 R% I: i1 C


/ A( \3 c, I" x% ~
8 R! n2 l7 z, g  F9 r
  s' r: g$ A0 w% {
( ~) \% J. M/ [. v1 M% ^, s& _1 s8 s单端偏移模式
( _: ?" }5 d) T$ L. [) @( l. K在单端偏移模式中，通过将负输入内部连至0 V进行转换，负输入的相应引脚（SDADCx_AINyM）可用作其它用处。要测量的信号施加于正输入 SDADCx_AINyP。此工作模式与差分模式类似，只是输出数据范围仅为 0 到 +32767，而不是 –32767 到 +32767，因此有一半的动态范围损失，导致 SNR 下降。
公式为：
/ q5 x% U% Q& O2 j. q- P$ HVin = SDADCx_AINyP = ReadData * Vref/(2 x 增益 x 32767)
其中， ReadData 为 SDADC 数据寄存器的两个补充读数据 （SDADCx_JDATAR 或SDADCx_RDATAR）
8 G4 a: o5 H5 _0 N



4 p9 n  W, L6 S) @- v
单端零参考模式
信号施加于正输入 SDADCx_AINyP，负输入设为信号参考 （一般为 0 V）。此模式将一半标度的输入共模注入 ADC，以此保持了与差分模式一样的动态范围 （-32767 到 +32767）。在此模式中，注入的共模取决于增益变化。
公式为：
Vin = SDADCx_AINyP = (ReadData + 32767) * Vref/( 增益 x 65535)
" Q% P# T0 r6 T# v其中， ReadData 为 SDADC 数据寄存器的两个补充读数据 （SDADCx_JDATAR 或SDADCx_RDATAR）
, ]$ L" K3 s, E0 `* b& i2 P9 X, L
: s6 @% t' e. D

- h* ?% P! B  Q& ]4 I
  w  k+ M4 }7 a" b; |2 k' g% u2.1.3 SDADC 电压参考
SDADC 可从四个源中选择：
1. VREFINT1：1.2V 嵌入式参考电压
. ?4 K3 \# ^: j& e2. VREFINT2：1.8V 嵌入式参考电压
3. VDDSD：SDADC 模拟供电电压。范围为 2.2 V 至 3.6 V
( `9 t& T. D3 P  ?& c4 S" Q8 [4. VREFSD+：外部 SDADC 参考电压。范围为 1.1 V 至 VDDSD
下表显示了使用三种可能的参考时的每位电压权重 （步进大小）。
+ h5 x0 T' E. l; O

5 Q: W* a$ b$ ]$ K
! V+ y/ {: c" H+ M# t( n0 P
# j6 d9 I) r+ q# j( H完整版请查看：附件
* s; V7 c. X% l+ D3 ]
' t! ~" w6 L. ?7 p