01引言3 i9 f3 F' o1 d& i3 \: F4 n' L 很多 STM32 系列中的 ADC 都带有自校准的功能。它提供了一个自动校准的过程,用于驱动包括 ADC 上电/掉电序列在内的所有校准动作。在这个过程中,ADC 计算出一个校准因子,并在内部应用到此 ADC 模块,直到下一次 ADC 掉电。在执行任何 ADC 操作之前必须校准,以消除芯片之间 ADC 结果的偏差。, \5 @0 I+ F; f! C3 s# G! n; ` 02问题 2.1. 问题详情# n, s2 \$ U& ^( {1 L' w 客户使用 STM32U575ZIT6Q 验证 ADC4 时,使用 STM32CubeMX 配置后生成工程项目。因为使用 ADC 进行采样转换前,必须要做 ADC 的自校准。于是在 main 函数中加入自校准代码,如图 1 所示。5 i) B* v! \# O* y; H7 ? " r. V, Q- x( f" I; { 图1.代码:ADC 自校准 ( V0 A9 L7 B7 l, \1 C% x 然而,在运行代码的情况下,发现 PC 指针最后跑到这个 Calibration Error 的Error_Handler()里。也就是说,执行自校准失败了! 再检查进入 Error_Handler()发生的问题,发现在执行HAL_ADCEx_Calibration_Start()时陷在了下面这个 Loop 当中,如图 2 所示。 图2.代码:等待 ADC 自校准完成 " M# ]8 e6 X, B' R7 F7 [% j/ q( P" y也就是说,ADCAL 位被置 1 后,始终没有被硬件清 0,代表自校准始终不成功。# n; d* j* t6 _& ]# l& R+ I" z " _* X- {+ X- o: G4 D/ l2 Z1 w2 P 2.2. 问题分析 查看 STM32U5 的参考手册 RM0456 中关于自校准的描述。考虑到校准没有成功,那么应该看看是不是自校准需要哪些条件,而这些条件并没有成立。 于是,在 ADC 章节中的 Calibration 小节找到了这么一段话,如图 3 所示。' X o1 ^2 d5 m" l7 c) B* b1 y7 G 7 k* a5 e" M! U. c, R 图3.ADC 自校准要求条件 0 Y. V: g* _3 J+ H+ r6 y6 h8 D; H6 H 也就是说,在初始化自校准之前,需要保证 3 个条件: 1) ADC 的电压调整器已经使能并正常工作(ADVREGEN = 1 且 LDORDY =1)5 t3 K! b6 ?0 o) n 2) ADC 没有打开(ADEN=0)( n* X6 L& _, J; a# \6 H0 S' Q8 w 3) 自动掉电模式没有使能(AUTOFF = 0) P8 }7 m. Q6 T; ]3 x$ B+ n 回到刚才等待 ADC 自校准完成的代码,当指针停留到这边时,在线调试检查各个标志位情况,发现 ADVREGEN=1,ADEN=0,AUTOFF=0,LDORDY=0。所以,可以肯定的是就是 LDORDY 不为 1,也就是说 ADC 的电压调整器还没有准备好,导致了自校准无法成功并退出。 在 STM32U5 中,引入了一个新的 ADC 特性,叫 ADC 电压调整器(ADC voltageregulator)。在使用 ADC 之前,这个电压调整器必须被使能并且能够稳定工作。可以通过将 ADC_CR 寄存器中的 ADVREGEN 位置 1 来使能它,然后必须要等这个电压调整器的启动时间之后,才可以正常启动自校准或者使用 ADC。这个 LDO 有没有准备好,可以通过 ADC_ISR 寄存器中的 LDORDY 这个位来判断。LDORDY=1 才代表了 LDO 已经准备好了。 - X; `* |( `) T5 Y5 b ( O7 @# L) U- L2 k) D/ b 回到客户的问题,可以知道即使 ADVREGEN 置 1 了,LDORDY 始终没有置起来,电压调整器没有启动工作,难道是 ADC 的这个电压调整器坏掉了? $ Y$ v2 F3 r6 [# _! X% s . n/ w& k; S% ]# t! B 别急,想到电源的问题,还不能忘了参考手册的另一个章节 :电源控制 PWR。翻到PWR 这一章,先要考虑到,与 ADC 相关的电源为 VDDA,所以要重点查看 VDDA 的内容。找到 Independent analog peripherals supply 这一小节,可以看以下关键的句子,如图 4。7 a3 A: d2 u# |9 q3 [; R6 r: _ 5 Y7 o5 A6 p t6 I, E# C% G* Q 图4.独立的模拟外设供电 从图中黄色高亮的文字,我们可以了解到,STM32U5 的 VDDA 在控制上还跟其他系列不一样,它有一个开关来选择是否隔离。芯片复位后,VDDA 提供的 ADC 和模拟开关控制在逻辑和电气上是隔离的,因此不可用。一旦 VDDA 电源存在,就必须在使用模拟外设之前,通过在 PWR_SVMCR 寄存器中将 ASV 置位来消除隔离。也就是说,要想使用ADC,必须先将 ASV 置位来消除隔离。 ' O' A; o8 S- l. Q) I 在 PWR_SVMCR 寄存器的解释中,也可以看到 ASV 位的描述中要求将此位强制置 1才可以使用模拟外设,如图 5。2 m0 L8 e8 t) ^" B 1 ^' k9 n8 }5 a# [' ?6 } 图5.ASV 位描述 ) Q3 S2 m2 \. ]( [9 _4 Q ASV 的配置是没有在 STM32CubeMX 中进行配置的,所以需要在后期添加。所以,很可能就是因为没有将 ASV 置位以使能 VDDA,导致 ADC 外设被隔离,并没有得到供电,所以 ADC 的电压调整器不可能正常工作,LDORDY 也不可能为 1。; Z: O# T% \; \+ E6 Q1 @9 ?- K1 ? 03问题解决 在工程项目中搜索 ASV,可以找到两个 API,如图 6。 , d( i" Z; l: k, |) i3 }. P 图6.VDDA 使能或禁用 API B" |* P# j4 S也就是说,我们需要先将 HAL_PWREx_EnableVddA()添加到代码中。因为其属于MSP 硬件配置,所以将其加到 HAL_MspInit()函数,如图 7 所示。3 h6 m% E% u" B. }5 x 9 j- M! ~: o6 S, l 图7.修改过的 HAL_MspInit()函数 * V4 l" T' _. _) [" v: f; m 再重新编译,然后执行指令代码,就可以看到 ADC 的自校准可以正常完成,PC 指针已经可以正常跑到自校准后面的代码了。* n& \4 i9 Z# o& i/ D: u 04小结9 q: J, U" Z6 F$ t# R/ q: ] 在 STM32U5 中,为了更好地控制功耗,ADC 中加入电压调整器和 VDDA 隔离功能。这与以往的 STM32 有所不同,需要注意一下。使用 ADC 等模拟外设前,需要注意将PWR_SVMCR 寄存器中将 ASV 置位来消除隔离。 1 R0 Z( }% S" U: |% F 其实不仅仅是 VDDA 可以隔离,VDDIO2 也是可以的,通过 PWR_SVMCR 寄存器的IO2SV 位进行控制。3 r& J+ Z0 w1 k! V& U, M 如果仔细看过 STM32U5 的 ADC 例程,可以看到 HAL_MspInit()的内容是这么写的,如图 8 所示。7 P, `6 c9 y: Y) u : u# S+ P" q ]& V- _3 u. b: H* H 图8.例程的 HAL_MspInit()函数 8 i5 u5 ^+ B0 y+ m/ Q% M9 ? 可以看到,在 MSP 初始化里,不仅使能了 VDDA,还使能了 VDDIO2。所以要使用VDDIO2 相关 I/O 的,也需要注意一下。" l& e# ]$ E5 `- Y7 y& j# S 转载自: STM32单片机7 r( s. ]& k) q 如有侵权请联系删除 * ^% Z' J7 S, E/ B: ]: I |
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