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【零基础学习STM32】第九讲：ADC实验——电源监控

kkhkbb

2018-3-17 09:33:44 4281 基础学习 STM32 ADC 实验

本帖最后由 kkhkbb 于 2018-3-19 09:01 编辑

一、概述

ADC简介

ADC是A/D转换部件，单片机不能直接处理模拟量，所以需要ADC将模拟量转换为数字量后，在进行处理。在使用单片机进行模拟数据处理的过程中，ADC至关重要。ADC以下几种类型：

积分型：积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。
逐次比较型：逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。
并行比较型/串并行比较型：并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。
Σ-Δ(Sigma delta)调制型：Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。
电容阵列逐次比较型：电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式，也可称为电荷再分配型。
压频变换型：压频变换型(Voltage-Frequency Converter)是通过间接转换方式实现模数转换的。

二、硬件电路

图9_0 ARM 电源监测ADC使用图

在iCore3双核心开发板中，使用了个ADC进行电源监控分配如下表所示：

ADC选用

监测内容

ADC1-14通道

5V电压

ADC1-15通道

输入电流

ADC3-15通道

1.2V电压

ADC3-4通道

3.3V电压

ADC3-5通道

2.5V电压

表9_0 ARM 电源监测ADC使用分配表

三、实验原理

使用ADC的5个通道，分别监测5种电源信息，使用程序进行相应的转换后，使用putty串口工具将采集到电源信息打印到PC机屏幕上，了解开发板的电源状态。

电压监控硬件连接示意图：

图9_1电压监测硬件连接图

由上图可知：VCC =(1 + R1 / R2)*ADC_IN;

故知：VCC = (1 + 49.9K / 10K)*ADC_IN = 6*ADC_IN;

其他电源监控同理可得：D3V3 = 2*ADC_IN;

A2V5 =2*ADC_IN;

D1V2 =ADC_IN。

电流监控硬件连接示意图如下图：

图9_2电流监测硬件连接图

由 ZXCT1009F 的原理可知：ADC_IN = 0.01 * (VCC - LOAD)*R2;
通过 R1 的电流：I = 100 *ADC_IN /R2 /R1;
带入 R2 = 10K,R1 = 0.02：得出：I =ADC_IN / 2;

四、源代码

主函数

//--------------------------- Include ---------------------------//
#include "..includeled.h"
#include "..includemain.h"
#include "..includeusart.h"
#include "..includeadc.h"
#include "..fwlibincSTM32f4xx_gpio.h"

//---------------------------- Define ---------------------------//

//-------------------------- Variable ---------------------------//

//--------------------- Function Prototype ----------------------//

//--------------------------- Function --------------------------//
/*
* Name             : main
* Description       : ---
* Author             : ysloveivy.
*
* History
* --------------------
* Rev                : 0.00
* Date             : 11/21/2015
*
* create.
* --------------------
*/
int main(void)
{
      int i;

      //初始化
      led.initialize();
      LED_RED_ON;
      usart4.initialize(115200);
      adc.initialize();

      usart4.printf("x0c");                                  //清屏

      usart4.printf("33[1;32;40m");                //设置终端字体为绿色

      usart4.printf("rnrnhello! I am iCore3!rnrnrn");
      while(1){
            for(i = 0;i < 10000000;i++);

            //ADC 监控电源
            for(i = 0;i < 5;i++){
                     adc.read(i);
            }
            //打印系统供电电压，
            usart4.printf(" [V] %4.2fV, ",adc.value[0] * 6);
            usart4.printf("[I] %3.0fmA , ",adc.value[1] / 2* 1000.);
            usart4.printf("[1.2V] %4.2fV, ",adc.value[2]);
            usart4.printf("[3.3V] %4.2fV, ",adc.value[3] * 2);
            usart4.printf("[2.5V] %4.2fVr",adc.value[4] * 2);
      }
}