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什么时候能用单片机片内ADC,得看这些参数

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什么时候能用单片机片内ADC,得看这些参数-第1张-游戏相关-泓泰

前言:

今【jīn】天【tiān】兄弟们对“adc通【tōng】道切换时间”可能比【bǐ】较着重【chóng】,各【gè】位老铁们都想【xiǎng】要了解一【yī】些“adc通道切换时间”的相关【guān】文章。那么【me】小编在网摘上搜集了一些有关【guān】“adc通道切换时间””的相关文章,希望姐【jiě】妹【mèi】们【men】能喜欢,你们【men】一起【qǐ】来学习一下【xià】吧!
前言

为什么要讲ADC,主要有2个原因:第一个原因是选择困惑,经常看到小伙伴对ADC有疑问,不知道该用MCU内置的ADC,还是单独的ADC。第二个原因是ADC是我们在开发时用到最多的外设功能之一了【le】,因为世界是模拟【nǐ】的,越来越多的项目需【xū】要测量模拟信【xìn】号,根据这些信号再去【qù】分析、计算等操作。所以如【rú】果【guǒ】选一【yī】个外设【shè】来讲的话【huà】,那一定是ADC。

既然【rán】是芯片引【yǐn】脚解读【dú】系列,就【jiù】来看看MCU内部集【jí】成ADC的情况,还是【shì】以【yǐ】ST的MCU为例,像STM32F412中集成的是1个16通道的12位2.4MSPS ADC,也有一些是集成2个,3个ADC的STM32H750上就【jiù】集成【chéng】了3个16位,3.6MSPS 速率的ADC,一般来说,集成的ADC的【de】性能强【qiáng】弱和本身MCU性【xìng】能有【yǒu】很大关系。

MCU内置的ADC引脚大多是和GPIO口复用的,16通道就是要有16个模【mó】拟【nǐ】输入【rù】信号引脚。除了输入引脚之外,还【hái】有专【zhuān】门的ADC电源和地,也是我们【men】之前讲过的【de】VDDA和VSSA,VDDA可【kě】以通【tōng】过隔离器件接【jiē】到【dào】VDD,也【yě】可以单独使用基【jī】准【zhǔn】电源芯片供电【diàn】,这个根据ADC转换【huàn】要求选择,一般都是接到VDD。

在【zài】使【shǐ】用内置ADC的时候,我们要注意datasheet中相关的【de】内容【róng】,比如下面这个表里的表【biǎo】示【shì】ADC动态性能【néng】参数,ENOB代表的是【shì】有【yǒu】效位数,SIAND信【xìn】号与噪【zào】声失真比【bǐ】。

下面,就从性能、设计难度、成本几个维度给大家分析下片内ADC独立ADC之间的区别。

性能

说【shuō】实在【zài】的,内置ADC的性能提【tí】升从一些方面来【lái】说,是被【bèi】框死的【de】。ADC是模【mó】拟外设,而MCU主要【yào】是数字半【bàn】导【dǎo】体而且速度很重要,MCU使【shǐ】用的混合【hé】信号技术很难【nán】为了提【tí】高模拟功能而去牺牲数字速度。另【lìng】外,ADC需要内【nèi】部参考电压,去和【hé】模【mó】拟输入信号的电压【yā】电平做对比,这个参考电压要么来自MCU电源VDD,要么【me】从一个专用【yòng】的【de】引【yǐn】脚引【yǐn】入。ADC输出【chū】精度【dù】很大程度上【shàng】取决于稳定的参考电压,因此【cǐ】需要在MCU内部把这【zhè】个参考电源和数字逻【luó】辑分开隔离,以最大限度【dù】地减【jiǎn】少噪声干扰。

虽然外部专用参【cān】考电压引脚可以提供更好的隔离,但仍然【rán】会受到通过MCU切换的高速数字【zì】信号的一些【xiē】小干扰,这【zhè】对测量小电压【yā】时非常重【chóng】要,很可能会因为参【cān】考电压噪【zào】声,而丢失【shī】信号。是【shì】不是可以使【shǐ】用更高的参考电压来最大限度地减少噪声的【de】影响【xiǎng】,当然可【kě】以,但【dàn】要在测量低电压【yā】时保持相【xiàng】同的精度,就势【shì】必要【yào】提高分辨【biàn】率,位【wèi】数。这会增【zēng】加芯片【piàn】上 ADC 的面积,并增【zēng】加 ADC在生【shēng】产中的测试【shì】时间,MCU的成本无疑会增加很多【duō】。所以,内置ADC的【de】性能提升【shēng】从很多方面是被【bèi】限【xiàn】制【zhì】的。

再来【lái】看【kàn】看独立的【de】ADC性能【néng】有【yǒu】多强,模拟大厂ADI的高速的ADC最多的位数可【kě】以达到32位,采样速率最快可以达到【dào】10GSPS。10Gsps对比MCU几M的速【sù】率【lǜ】,大家【jiā】想想,也【yě】就是飞机和蜗牛的速度吧。

当【dāng】然,性能【néng】高并不代表一【yī】定合适。所【suǒ】以还需要多考虑【lǜ】。将【jiāng】ADC和MCU集成就意味着【zhe】省了一【yī】颗芯片的面积,占用电路【lù】板的空间更小【xiǎo】。而从价格【gé】上【shàng】来【lái】看【kàn】,带有集成 ADC 的 MCU 的【de】价格肯定是低于 MCU 和独立 ADC 的组合【hé】价格,性能高的ADC芯【xīn】片价格可比MCU要美丽多了。

什么情况下选择MCU内置的ADC?

主要看内置【zhì】ADC的精度、输入【rù】通【tōng】道数和速度等参【cān】数是否满足我们的设计要求。如【rú】果满足设计要求,比【bǐ】如简【jiǎn】单的低【dī】分辨率的,就可以直【zhí】接【jiē】使用【yòng】内置【zhì】ADC,这样既降低了【le】硬件成【chéng】本,又降低【dī】了设计复杂度。那不【bú】满【mǎn】足的时【shí】候,比如一【yī】些【xiē】精密的应用场合,我们就要去选择独立的ADC芯片,选择的标准基本和【hé】内置ADC的选择标准一样,只不过外加独【dú】立ADC的时【shí】候,还需要考虑与单片【piàn】机的数【shù】字接【jiē】口,常用的有IIC、SPI、并口【kǒu】等接【jiē】口【kǒu】。

现【xiàn】在MCU的性能提升,各种外设的性能也是水【shuǐ】涨【zhǎng】船高,很多应用,集【jí】成【chéng】的【de】ADC也都能够胜【shèng】任了。

关于ADC引脚就讲这些了,下期继续讲其他引脚~

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标签: #adc通道切换时间