联盛德W806-KIT开发板试用评测系列之二:ADC 功能使用与测试

联盛德W806-KIT开发板试用评测系列

之二:ADC 功能使用与测试

作者:大信<QQ8125036>

今天着手对W806开发板ADC功能做测试,都知道ADC在物联网应用场景中常需要用到的一个重要技术。W806手册说这款芯片支持片内ADC,介绍是这样的:

片内集成 4 路 16 比特 ADC,最高采样率 1KHz。ADC基于Sigma-Delta ADC 的采集模块,完成最多 4 路模拟信号的采集,采样率通过外部输入时钟控制,可采集输入电压,也可采集芯片温度,支持输入校准和温度补偿校准。

其管脚定义如下:

管脚   IO口名称   功能 上下拉能力

19     PA_1   ADC_1    UP/DOWN

20     PA_2   ADC_4    UP/DOWN

21     PA_3   ADC_3    UP/DOWN

22     PA_4   ADC_2    UP/DOWN

电路设计参考如下:

芯片 19~21 脚可以作为普通 ADC 使用,输入电压范围 0~2.4V。当高于 2.4V 时外部需做分压处理后才 可进入 ADC 接口。为提高精度,R1 和 R2 需使用高精度电阻。根据 Sensor 输出电压值选择合适的 R1,R2 电阻值分压。如图 3-3 所示。

 

 图 1 ADC 分压电路设计参考

这在很多MCU里还是少见的,不禁心生喜欢,马上动手来测试一下,看看芯片集成的ADC功能性能如何。

从项目工程DEMO目录下,找到adc目录,在Sky-CDK的项目视图里加入该工程,工程代码如下:

#include <stdio.h>

#include "wm_hal.h"

void Error_Handler(void);

static void ADC_Init(void);

ADC_HandleTypeDef hadc;

int main(void)

{

int value;

SystemClock_Config(CPU_CLK_160M);

printf("enter main\r\n");

ADC_Init();

while (1) {

    value = HAL_ADC_GET_INPUT_VOLTAGE(&hadc);

    //hadc.offset=-1;

    printf("value = %dmv\r\n", value);

    HAL_Delay(500);

}

}

static void ADC_Init(void){

hadc.Instance = ADC;

hadc.Init.channel = ADC_CHANNEL_0;

hadc.Init.freq = 1000;

if (HAL_ADC_Init(&hadc) != HAL_OK)  {

    Error_Handler();

}

}

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){

}

void Error_Handler(void){

while (1)

{}

}

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)

{

printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line);

}

代码总体非常简单明了。设置完芯片主屏后,直接初始化ADC,然后进入循环,读取ADC的输出数值,其中ADC的各函数句柄结构如下:

typedef struct __ADC_HandleTypeDef{

ADC_TypeDef                   *Instance;

ADC_InitTypeDef               Init;

HAL_LockTypeDef               Lock;

int                          offset;

}ADC_HandleTypeDef;

编译后,烧写fls文件到开发板里。然后板上连接如下图的连线,第一次将PA1直接接入地,此时ADC1输入电压应该为0.

图 2 ADC 测试接线图一

从串口收到实际的数据,如下:

 图 3 ADC 测试PA1直接接地时输出的数值

可见数据基本上稳定在 -64mv,其中有个别数据出现偏差,不是因为ADC稳定性的问题,而是因为硬件接线,是把导线直接插而不是焊接在开发板的接口孔里,接触不稳定造成。

这里吐槽一下,既然提供开发板为何不附带送一下排针,排针不焊接可以理解,但是没有排针导致无法插入杜邦线使用,手边又没有排针,还不得不另外网购排针去。而购买排针的邮费又可以购买一块W806开发板了,晕!。

这个偏差测试几次后,它的读数基本是固定的值,那么就可以把它看成是初始的偏差,在后面的测量种进行修正即可,即测量的值减去这哥偏差。期间在几块W806都测试一下初始偏差值,发现不同的板子并不一样,初始偏差分别  -60mv ~ +50mv左右。

在测试完对地的初始偏差后,可以测量目标电压,这里拿一节新的5号电池做测试,电池正极接PA1,负极接板上的GND。此时可以从串口得到如下的数据:

图 4 ADC 测试PA1接5号电池时输出的数值

测试该电池直接读数为: 1576mv,根据前面的修正方法,减去初始偏差 -64mv.得到被测电压为:1576-(-64)=1640mv.

为做对比,使用三位半精度数字万用表电压档测试该5号电池,读数为1609mv。则可以算出,以此万用表为基准的误差率:

(1640-1609)/1609 x100% = 1.9%

图 5 使用万用表测量5号电池的数值

 总结,本次简单的测试,初步的测试W806的ADC的电压测量效果,比较精确。因为没有精密调压电压,没有对个点的电压测量。但其它网友对其线性度进行过测量,并绘制了拟合线,从测量误差标准方差分析,其误差小于<5%。同时本次测试也没有对温漂进行测试,以及高频采样下的ADC的精度情况。但从一般的消费领域的应用场景来看,已经可以满足需求。

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转载自blog.csdn.net/lutherluov/article/details/121463746

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