标签: ADC分辨率

几乎所有的嵌入式系统都最少需要1个传感器与MCU接口，如温度传感器、位置传感器、光电传感器等。这些传感器感测自然界的模拟量，并输出模拟电压值。 然而，STM32F103C8T6 or Arduino等MCU却是数字物种，无法识别模拟变量。这就需要模数转换器（ADC），如早期的8051 MCU单片机就使用了ADC0804之类的外接ADC芯片，把模拟变量转化成数字信号。新的MCU，如Arduino or STM32F103C8T6都集成了ADC核心，根本不需要外部元器件。 以下我们就连接一个最简单的可变模拟电压源——电位器，先配置一个读模拟量的引脚，再用ADC将其转化成数字值，并显示在LCD显示屏上。 认识STM32蓝丸的ADC 根据STM32F103C8T6 MCU数据表，其ADC为12-bit的逐次逼近型（SAR），支持16个外部通道的模拟信号测量。但是，STM32蓝丸的ADC只有10个通道，也就是，我们只能使用10个引脚来测量10个不同的模拟电压。 STM32蓝丸的ADC分辨率为12-bit，STM32F103C8T6的电压为0-2^12，即0-4095。 基于模拟电压，数字电压按步数逐步增加。电压/步数之比就是ADC分辨率，公式如下： 电压/步数 = 参考电压/2^12 这里的参考电压一般为3.3V，MCU能够检测到的最小电压为： 电压/步数 = 3.3/4096 = 0.8056mV /步 输入电压 = (ADC读数 / ADC分辨率) * 参考电压 电路配置 本项目电路很简单，所需元件如下： STM32蓝丸板 16×2 LCD Display 10KΩ电位器 x 2 USB-UART转换器(如果通过UART进行编程的话) 杜邦线 STM32蓝丸板有10个模拟输入：PA0-PA7(ADC0-ADC7)、PB0、PB1(ADC8和ADC9)。本项目使用ADC0，即PA0作为模拟输入引脚，我们在此引脚连接10KΩ电位器的抽头，其他两脚连接3.3V和GND。 输出采用16×2 LCD Display，如果电路中的STM32蓝丸板看不清楚的话，可参考下方的大图。 对STM32蓝丸板编程 首先，需要对LCD引脚和ADC引脚进行初始化，将出现介绍类信息。 接着，使用analogRead函数从模拟引脚(PA0)读取模拟电压，并将读数保存在analogVal变量里。 现在，使用上述公式，可计算出输入电压。使用浮点变量保持计算出的输入电压。 float inputVoltage = ((float) analogVal) / 4096 * 3.3 这样，就可在LCD上显示计算出的模拟电压和ADC值。继续改变电位器，STM32F103C8T6的ADC就会持续进行模拟电压读数，计算数值大小，并显示在LCD显示屏上。相关代码如下： /* * LCD VSS pin to GND * LCD VDD pin to 5V * LCD VO pin to POT * LCD RS pin to digital pin PB11 * LCD RW pin to GND * LCD EN pin to digital pin PB10 * LCD D0 to D3 pins not used * LCD D4 pin to digital pin PB0 * LCD D5 pin to digital pin PB1 * LCD D6 pin to digital pin PA7 * LCD D7 pin to digital pin PA6 * LCD LED+ pin to 5V * LCD LED- pin to GND */ #include const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PA7, d7 = PA6; LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); const int analogInput = PA0; void setup() { lcd.begin(16, 2); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(“Electronics Hub”); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(” ADC in STM32 “); delay(2000); lcd.clear(); } void loop() { int analogVal = analogRead(analogInput); float inputVoltage = (float(analogVal)/4096) * 3.3; lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(“ADC Value:”); lcd.print(analogVal); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(“Voltage:”); lcd.print(inputVoltage); }