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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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
