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武漢芯源CW32F030內部ADC精度是如何達到驚人的1mV?

武漢芯源半導體有限公司 ? 2022-09-07 10:21 ? 次閱讀

CW32F030是武漢芯源半導體推出的基于Cortex?-M0+內核32位微處理器,內部集成一個 12 位精度,最高 1M SPS 轉換速度的逐次逼近型模數轉換器;最多支持16通道轉換;支持4路參考電壓源選擇:VDDA、ExRef、內置1.5V參考電壓、內置2.5V參考電壓;同時內置信號跟隨器,能滿足高阻抗信號測量需求。


功能框圖如下:

pYYBAGMX_duAOLvmAAGOUavIUkI676.jpg

在實際應用中ADC采樣精度性能指標受多因素影響,要達到ADC的高性能,需要妥善處理硬件和軟件。

硬件方面

1.穩定的參考電壓源,推薦選用電池或者高性能的穩壓源給VDDA供電

2.VDDA引腳并接4.7uF和100nF陶瓷電容到GND,最大程度消除噪聲干擾;

3.如條件許可,應將信號源和參考電壓源以屏蔽線接入到ADC輸入通道和VDDA引腳;

4.靠近芯片的ADC輸入通道引腳附近增加100nF陶瓷電容到GND,消除空間的輻射干擾。

軟件方面

1.選擇VDDA為參考電壓源;

2.ADC采樣率盡量低,ADC工作時鐘可采用128分頻,采樣周期選擇10個;

3.在采樣轉換時,除了ADC模塊外 ,其它外設都不要打開,采樣數據先緩存在RAM中,采樣到一定量的數據后再初始化串口,將數據通過串口發送出來;

4.在啟動ADC轉換后,MCU要進入Sleep休眠狀態(MCU停止運行),最大程度的減小噪聲。

5.ADC轉換完成后,轉換完成中斷喚醒MCU,初始化串口,將ADC轉換結果輸出。

關鍵代碼設計如下:

//配置ADC

__RCC_ADC_CLK_ENABLE();

//ADC初始化

ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);

//ADC工作時鐘配置

ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div128; //269Hz

ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);

//配置單通道轉換模式

ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn= ADC_DiscardNull;

ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux= ADC_ExInputCH0;//選擇ADC轉換通道,AIN1:PA00

ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct= ADC_InitStructure;

ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct= ADC_WdtStructure;

ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure); //初始化單通道單次采樣

ADC_ITConfig(ADC_IT_EOC, ENABLE); //使能ADC的EOC中斷

ADC_EnableIrq(ADC_INT_PRIORITY);

ADC_ClearITPendingAll();

ADC_Enable(); //ADC模塊使能

SysTickDelay(2); //延時2S

CW_ADC->START = 0X01; //啟動ADC開始轉換

SCB->SCR = 0; // MCU進入Sleep狀態

__WFI();

本次測試中,配置系統時鐘為1M,ADC采樣時鐘分頻比設置為128,采樣時鐘10個周期,計算ADC的采樣率為=1000000/128/29=269Hz。

使用精密穩壓電源(GPP-2323)給VDD和VDDA供電,穩壓源設置輸出電壓為3.30V,用普通測試線雙絞后接入(如有測試條件建議用同軸線接入),實測引腳電壓為3.299V;待測信號源用1節干電池提供,用同軸線接入,實測引腳電壓為1.615V。

測試10次,每次測試100個數據,實測結果如下:

poYBAGMX_dyAOhOmAACq5QHF68E800.jpg

由測試結果可以看到,10次共1000次采樣,最大采樣值為2006,最小采樣值為2003,采樣值變化僅僅4LSB,集中度非常高。如下圖所示:

poYBAGMX_duAQTHDAAAScnhT0gk339.jpg

下面分析一下實際的測試誤差。

采樣值2006對應:2006*3.299/4095=1.616V

采樣值2003對應:2003*3.299/4095=1.614V

和信號源電壓1.615V相比,最大相差正負1mV。

可見CW32F030芯片的ADC性能非常好,能滿足常規mV級別應用。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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