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

在實際應(yīng)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(wěn)定的參考電壓源,推薦選用電池或者高性能的穩(wěn)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(yīng)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(zhuǎn)換時,除了ADC模塊外 ,其它外設(shè)都不要打開,采樣數(shù)據(jù)先緩存在RAM中,采樣到一定量的數(shù)據(jù)后再初始化串口,將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送出來;
4.在啟動ADC轉(zhuǎn)換后,MCU要進入Sleep休眠狀態(tài)(MCU停止運行),最大程度的減小噪聲。
5.ADC轉(zhuǎn)換完成后,轉(zhuǎn)換完成中斷喚醒MCU,初始化串口,將ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。
關(guān)鍵代碼設(shè)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(zhuǎn)換模式
ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn= ADC_DiscardNull;
ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux= ADC_ExInputCH0;//選擇ADC轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換
SCB->SCR = 0; // MCU進入Sleep狀態(tài)
__WFI();
本次測試中,配置系統(tǒng)時鐘為1M,ADC采樣時鐘分頻比設(shè)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(wěn)壓電源(GPP-2323)給VDD和VDDA供電,穩(wěn)壓源設(shè)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(jié)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(shù)據(jù),實測結(jié)果如下:

由測試結(jié)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:

下面分析一下實際的測試誤差。
采樣值2006對應(yīng):2006*3.299/4095=1.616V
采樣值2003對應(yīng):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(guī)mV級別應(yīng)用。
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武漢芯源CW32F030內(nèi)部ADC精度是如何達到驚人的1mV?
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