STM32 ADC采樣時(shí)間、采樣周期、采樣頻率計(jì)算方法

 ADC轉(zhuǎn)換就是輸入模擬的信號(hào)量，單片機(jī)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。讀取數(shù)字量必須等轉(zhuǎn)換完成后，完成一個(gè)通道的讀取叫做采樣周期。采樣周期一般來(lái)說(shuō)=轉(zhuǎn)換時(shí)間+讀取時(shí)間

。而轉(zhuǎn)換時(shí)間=采樣時(shí)間+12.5個(gè)時(shí)鐘周期。采樣時(shí)間是你通過(guò)寄存器告訴STM32采樣模擬量的時(shí)間，設(shè)置越長(zhǎng)越精確

一 STM32 ADC采樣頻率的確定

1. ：先看一些資料，確定一下ADC的時(shí)鐘：

(1)，由時(shí)鐘控制器提供的ADCCLK時(shí)鐘和PCLK2(APB2時(shí)鐘)同步。CLK控制器為ADC時(shí)鐘提供一個(gè)專用的可編程預(yù)分頻器。

(2) 一般情況下在程序 中將 PCLK2 時(shí)鐘設(shè)為 與系統(tǒng)時(shí)鐘 相同

/* HCLK = SYSCLK */

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

/* PCLK2 = HCLK */

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

/* PCLK1 = HCLK/2 */

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

(3)在時(shí)鐘配置寄存器(RCC_CFGR) 中 有 為ADC時(shí)鐘提供一個(gè)專用的可編程預(yù)分器

位15:14 ADCPRE：ADC預(yù)分頻

由軟件設(shè)置來(lái)確定ADC時(shí)鐘頻率

00：PCLK2 2分頻后作為ADC時(shí)鐘

01：PCLK2 4分頻后作為ADC時(shí)鐘

10：PCLK2 6分頻后作為ADC時(shí)鐘

11：PCLK2 8分頻后作為ADC時(shí)鐘

我們可對(duì)其進(jìn)行設(shè)置 例如：

/* ADCCLK = PCLK2/4 */

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);

另外 還有 ADC 時(shí)鐘使能設(shè)置

/* Enable ADC1, ADC2 and GPIOC clock */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_ADC2 |

RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

(4)16.7 可編程的通道采樣時(shí)間

ADC 使用若干個(gè)ADC_CLK 周期對(duì)輸入電壓采樣，采樣周期數(shù)目可以通過(guò)ADC_SMPR1和ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2:0]位而更改。每個(gè)通道可以以不同的時(shí)間采樣。

總轉(zhuǎn)換時(shí)間如下計(jì)算：

TCONV(轉(zhuǎn)換時(shí)間) = 采樣時(shí)間+ 12.5 個(gè)周期

例如：

當(dāng)ADCCLK=14MHz 和 1.5周期的采樣時(shí)間：

TCONV = 1.5 + 12.5 = 14周期= 1μs

SMPx[2:0]：選擇通道x的采樣時(shí)間

這些位用于獨(dú)立地選擇每個(gè)通道的采樣時(shí)間。在采樣周期中通道選擇位必須保持不變。

000：1.5周期100：41.5周期

001：7.5周期101：55.5周期

010：13.5周期110：71.5周期

011：28.5周期111：239.5周期

注：

– ADC1的模擬輸入通道16和通道17在芯片內(nèi)部分別連到了溫度傳感器和VREFINT。

– ADC2的模擬輸入通道16和通道17在芯片內(nèi)部連到了VSS。

2. 具體分析如下：

(1)我們的輸入信號(hào)是50Hz (周期為20ms)，初步定為1周期200個(gè)采樣點(diǎn)，(注：一周期最少采20個(gè)點(diǎn)，即采樣率最少為1k) ，每2個(gè) 采樣點(diǎn)間隔為 20ms /200 = 100 us

ADC可編程的通道采樣時(shí)間 我們選最小的 1.5 周期，則 ADC采樣周期一周期大小為

100us /1.5=66us 。 ADC 時(shí)鐘頻率為 1/66us =15 KHz。

ADC可編程的通道采樣時(shí)間 我們選71.5 周期，則 ADC采樣周期一周期大小為

(100us /71.5) 。 ADC 時(shí)鐘頻率為 7.15MHz。

(2)接下來(lái)我們要確定系統(tǒng)時(shí)鐘：我們 用的是 8M Hz 的外部晶振做時(shí)鐘源(HSE)，估計(jì)得 經(jīng)過(guò) PLL倍頻 PLL 倍頻系數(shù)分別為2的整數(shù)倍，最大72 MHz。為了 提高數(shù)據(jù) 計(jì)算效率，我們把系統(tǒng)時(shí)鐘定為72MHz，(PLL 9倍頻)。則PCLK2=72MHz,PCLK1=36MHz;

我們通過(guò)設(shè)置時(shí)鐘配置寄存器(RCC_CFGR) 中 有 為ADC時(shí)鐘提供一個(gè)專用的可編程預(yù)分器，將PCLK2 8 分頻后作為ADC 的時(shí)鐘，則可知ADC 時(shí)鐘頻率為 9MHz

從手冊(cè)可知： ADC 轉(zhuǎn)換時(shí)間：

STM32F103xx增強(qiáng)型產(chǎn)品：ADC時(shí)鐘為56MHz時(shí)為1μs(ADC時(shí)鐘為72MHz為1.17μs)

(3)由以上分析可知：不太對(duì)應(yīng)，我們重新對(duì)以上中 內(nèi)容調(diào)整，提出如下兩套方案：

方案一：我們的輸入信號(hào)是50Hz (周期為20ms)，初步定為1周期2500個(gè)采樣點(diǎn)，(注：一周期最少采20個(gè)點(diǎn)，即采樣率最少為1k) ，每2個(gè) 采樣點(diǎn)間隔為 20ms /2500 = 8 us

ADC可編程的通道采樣時(shí)間 我們選71.5周期，則 ADC采樣周期一周期大小為

8us /71.5 。 ADC時(shí)鐘頻率約為 9 MHz。

將PCLK2 8 分頻后作為ADC 的時(shí)鐘，則可知ADC 時(shí)鐘頻率為 9MHz

方案二：我們的輸入信號(hào)是50Hz (周期為20ms)，初步定為1周期1000個(gè)采樣點(diǎn)，(注：一周期最少采20個(gè)點(diǎn)，即采樣率最少為1k) ，每2個(gè) 采樣點(diǎn)間隔為 20ms /1000= 20 us

ADC可編程的通道采樣時(shí)間 我們選239.5周期，則 ADC采樣周期一周期大小為

20us /239.5 。 ADC時(shí)鐘頻率約為 12 MHz。

將PCLK2 6 分頻后作為ADC 的時(shí)鐘，則可知ADC 時(shí)鐘頻率為 12MHz

編輯：admin  最后修改時(shí)間：2018-05-18