STM32 ADC 讀取不穩定

Question

我正在以輪詢模式讀取 5 個 ADC 通道。 對於每個通道，我得到 10 個樣本並計算平均值。 找samples數組，可見有些不穩定。 第一個讀數具有較高的值，並且它們會減少，直到最后一個樣本。 這種行為是非常重復的。 查看 output 數組 (ui32_ Raw Temp)：

初讀 1855

最后閱讀 1850

原始值 output

ui32_RawTemp[0]: 1855
ui32_RawTemp[1]: 1855
ui32_RawTemp[2]: 1854
ui32_RawTemp[3]: 1852
ui32_RawTemp[4]: 1852
ui32_RawTemp[5]: 1852
ui32_RawTemp[6]: 1851
ui32_RawTemp[7]: 1851
ui32_RawTemp[8]: 1850
ui32_RawTemp[9]: 1850

對於調試，我用固定電阻器替換了連接到我的 ADC 通道的傳感器，以獲得固定的讀數。

ADC 自校准在第一個通道讀取之前執行。 每 30 秒重復一次校准和 5 次讀取。

這是原始代碼片段（針對一個頻道）。 為了更容易理解，我刪除了 ADC HAL 錯誤處理。

AVG_NUMBER 10

    sConfig.Rank = 1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5;
    sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
    sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
    sConfig.Offset = 0;

    // reading TEMP1_ADC on channel 5
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_5;

    ADC_HAL_ErrCode = HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
    if(ADC_HAL_ErrCode != HAL_OK) {
    ......
    }

    ui32_Temp = 0;
    for(ui8_AVGCounter=0; ui8_AVGCounter < AVG_NUMBER; ui8_AVGCounter++) {
        HAL_ADC_Start(&hadc1);
        HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);
        ui16_RawTemp[ui8_AVGCounter] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);  // Read ADC register
        ui32_Temp = ui32_Temp + (uint32_t)ui16_RawTemp[ui8_AVGCounter]; // Sum all read values

        ui16_avgADC[0] = (uint16_t)(ui32_Temp / AVG_NUMBER);    // Calculate the average

        HAL_ADC_Stop(&hadc1);
    }

經過一些調查，我在我的循環中添加了一個延遲，結果好多了。 現在讀數非常穩定。 但是，1ms 延遲很多！

這是經過改編的代碼片段，效果更好：

    // reading TEMP1_ADC on channel 5
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_5;
    sConfig.Rank = 1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5;
    sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
    sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
    sConfig.Offset = 0;

    ADC_HAL_ErrCode = HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
    if(ADC_HAL_ErrCode != HAL_OK) {
    .....
    }

    ui32_Temp = 0;
    for(ui8_AVGCounter=0; ui8_AVGCounter < AVG_NUMBER; ui8_AVGCounter++) {
        HAL_ADC_Start(&hadc1);
        HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);
        ui32_RawTemp[ui8_AVGCounter] = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);    // Read ADC register
        HAL_ADC_Stop(&hadc1);

        ui32_Temp = ui32_Temp + ui32_RawTemp[ui8_AVGCounter];   // Sum all read values

        vTaskDelay(1);
    }
    ui16_avgADC[0] = (uint16_t)((ui32_Temp + (0.5 * AVG_NUMBER)) / AVG_NUMBER); //Round number and Calculate the average

查看新的 output 數組：

新的 output 值：

ui32_RawTemp[0]: 1855
ui32_RawTemp[1]: 1855
ui32_RawTemp[2]: 1855
ui32_RawTemp[3]: 1855
ui32_RawTemp[4]: 1855
ui32_RawTemp[5]: 1855
ui32_RawTemp[6]: 1855
ui32_RawTemp[7]: 1855
ui32_RawTemp[8]: 1856
ui32_RawTemp[9]: 1855

問題是：

• 對這種行為有什么解釋嗎？

• 我的代碼有問題嗎？

• 我注意到第一次閱讀是最不穩定的。 我應該在第一次 ADC 轉換之前做些什么嗎？

Answer 1

這是一個明顯的跡象，表明您的 ADC 輸入電路阻抗太大，內部 ADC 電容加載速度不夠快。

如果你想使用更短的采樣時間，你需要通過改變輸入電路來降低它——例如通過添加一個運算放大器（作為電壓中繼器）。