请问STM32G431内部运放1和2输出连接的ADC为什么不是OPAMP？

我来详细解释一下你遇到的STM32G431内部运放输出连接ADC的配置问题。你的观察很敏锐，核心原因在于每个内部运放都有两个独立的输出路径可供选择：一个直接连接到特定的ADC输入通道，另一个连接到专用的OPAMPx_VOUT通道。官方示例中U相和V相使用了前一路径，而W相使用了后一路径，这不是错误，而是基于ADC通道复用性和具体设计的合理选择。

以下是关键点分析：

? 1.  每个OPAMP的输出有两个物理路径 (见Reference Manual)

• OPAMP1:
  
  
  
  • 输出1: 直接连接到 ADC1_IN3 (或者其他ADC，具体看型号和封装)。
  
  
  • 输出2: 连接到 OPAMP1_VOUT。这个OPAMP1_VOUT是一个可路由的信号，可以连接到支持ADC输入的任意通道（如ADC1_IN0, ADC1_IN1, ADC1_IN15, ADC2_IN0, ADC2_IN1等）。在CubeMX/Motor Workbench中，选择OPAMP1作为ADC源时，实际就是选择使用OPAMP1_VOUT信号。
  
  


• OPAMP2:
  
  
  
  • 输出1: 直接连接到 ADC2_IN3。
  
  
  • 输出2: 连接到 OPAMP2_VOUT (可路由信号)。
  
  


• OPAMP3:
  
  
  
  • 输出1: 直接连接到 ADC1_IN12。
  
  
  • 输出2: 连接到 OPAMP3_VOUT (可路由信号)。
  
  

? 2.  为什么在官方配置中U相和V相使用ADCx_INy而W相使用OPAMPx？

• 目的：平衡ADC通道负载和避免冲突
  
  
  
  • ADC通道资源竞争： STM32的ADC通道是共享资源。OPAMP1_VOUT, OPAMP2_VOUT, OPAMP3_VOUT需要连接到尚未被其他外设或模拟输入占用的ADC通道。如果目标ADC通道已经被其他功能（比如温度传感器、VBAT、某个GPIO配置为ADC输入）占用了，就无法再使用对应的OPAMPx_VOUT。
  
  
  • 官方示例的选择 (推测)：
    
    
    
    • U相 (OPAMP1)： 可能计划使用的OPAMP1_VOUT的默认目标通道（或需要的目标通道）已经被分配给其他关键信号。官方选择了更"直通"的路径 ADC1_IN3。好处是配置简单且直接，只要启用ADC1的通道3即可获得OPAMP1的输出。
    
    
    • V相 (OPAMP2)： 原因类似U相，官方选择了 ADC2_IN3 这个直通路径。
    
    
    • W相 (OPAMP3)： 连接OPAMP1_VOUT的通道已被U相关闭，但连接OPAMP3_VOUT的通道（如ADC1_IN0或ADC2_IN0或其他）正好空闲且满足采样时间要求。因此选择了更灵活的 OPAMP3_VOUT 路径。另一个因素是OPAMP3的直接通道是ADC1_IN12，而U相（OPAMP1）也已经用了ADC1_IN3，同时使用同一ADC的不同通道（IN3和IN12）需要处理好采样时序（交错采样等）。使用OPAMP3_VOUT路由到另一个ADC的不同通道可以减轻ADC1的负担（若U相和W相都要在短时间内采样，用不同ADC可并行）。在实际配置中W相也可能是路由到了ADC2的某个通道（例如ADC2_IN0，在CubeMX中选择OPAMP3作为源）。
    
    
  
  

? 3.  OPAMPx在CubeMX/Motor Workbench中的含义

• 当你在CubeMX或Motor Workbench的ADC配置界面，为一个通道选择输入源时：
  
  
  
  • 选择OPAMP1或OPAMP1_VOUT: 表示你正在使用OPAMP1的可路由输出信号OPAMP1_VOUT作为该ADC通道的输入源。
  
  
  • 选择ADC1_IN3 (对于OPAMP1): 表示你正在使用OPAMP1的直接连接的固定输出到ADC1通道3作为输入源。
  
  


• 因此，在代码中，"OPAMP3通道"表示你选择OPAMP3_VOUT作为源的那个ADC通道（比如配置为读取ADC2的通道0），而"ADC1 12通道"表示你直接读取OPAMP3的固定输出点（ADC1通道12）。

? 4.  总结与原因

• 三个OPAMP本身确实一模一样，结构功能完全一致。


• 关键在于，每个OPAMP有两种访问其输出的方式：
  
  
  
  • 方式A (固定连接)：通过特定的、固定的ADC输入通道（ADCx_INy），此方式不占用“可路由的OPAMP输出”资源。
  
  
  • 方式B (路由连接)：通过配置为OPAMPx源的ADC输入通道（对应OPAMPx_VOUT信号）。
  
  


• G431-ESC官方配置选择了混合策略：
  
  
  
  • U相 (OPAMP1): 使用方式A (读ADC1_IN3）。
  
  
  • V相 (OPAMP2): 使用方式A (读ADC2_IN3）。
  
  
  • W相 (OPAMP3): 使用方式B (配置某个ADC通道 - 如ADC1_IN0或ADC2_IN0 - 的源为OPAMP3）。
  
  


• 这样做的可能原因:
  
  
  
  • 平衡ADC负载： 避免所有相电流都集中在同一个ADC上（如ADC1）。U相用ADC1_IN3 (ADC1), W相如果用路由方式连接到ADC2_IN0 (ADC2)，那么V相用ADC2_IN3 (ADC2)就比较均衡。
  
  
  • 路径可用性： 连接OPAMP1_VOUT或OPAMP2_VOUT到其他ADC通道的路径可能被其他功能占用或冲突。固定连接通道ADC1_IN3和ADC2_IN3是OPAMP1/2专用的，不会因路由冲突而不可用。
  
  
  • 配置简化: 对于固定连接的ADCx_INy，配置更直观，只需开启相应ADC通道并读取数据。对于W相，通过选择OPAMP3作为ADC输入源，实现了信号的灵活路由。
  
  
  • 采样速率优化： 使用不同的ADC可以在一次扫描或并行模式下更快地采样多个相电流。
  
  

? 5.  如何验证你的工程配置

• 在CubeMX (或Motor Workbench内嵌的CubeMX) 中检查ADC配置:
  
  
  
  • 找到配置U相电流采样的ADC通道，查看其 "Input Channel" 配置。如果显示ADC1_IN3或ADC2_IN3，则使用的是OPAMP的直接固定输出。
  
  
  • 如果某个ADC通道显示OPAMP1、OPAMP2、OPAMP3作为源，则使用的是OPAMP的可路由输出信号（OPAMPx_VOUT）。
  
  


• 在生成的代码中检查ADC初始化:
  
  
  
  • 查找hadc1.Init.Channel = ADC_CHANNEL_x 或者类似定义。x 如果是 3 (ADC_CHANNEL_3) 且该ADC是ADC1，则是OPAMP1的直接输出。
  
  
  • 如果x 是 0 (ADC_CHANNEL_0) 或其他通道，并且hadcx.Init.Channel配置为ADC_CHANNEL_OPAMP1等，则表示使用的是OPAMP的可路由输出。
  
  

⚡ 结论：

G431-ESC官方配置中U相和V相使用ADCx_IN3，而W相使用OPAMP3作为ADC源，这完全符合STM32G4的硬件特性。这反映了设计者选择了OPAMP1和OPAMP2的直接固定输出路径（方式A），而为OPAMP3选择了更灵活的可路由输出路径（方式B）。主要原因通常是:

1. 平衡ADC负载（ADC1 vs ADC2）


2. 避免OPAMPx_VOUT路由路径上的资源冲突


3. 简化特定相的配置


4. 潜在的速度优化

这是一个有效且合法的配置方式。在CubeMX中选择OPAMPx作为ADC通道源和直接选择对应的ADCx_INy通道是等效的，最终都能正确读取到运放的输出电压。这个混合配置展示了灵活运用硬件资源的工程智慧！?✨

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