校准STM32 ADC（VREFINT）

我试图在STM32F042微控制器上读取VDDA。我在3.29V的VDD上得到了意想不到的结果。我一定错过了一些基本的东西

输出： adc_测试c：

#包括
#包括“stm32f0xx.h”
#定义VREFINT_CAL_ADDR 0x1FFF7BA/*数据表p。19 */
#定义VREFINT\u CAL（（uint16\u t*）VREFINT\u CAL\u ADDR）
外部无效初始化\u监视器\u句柄（无效）；
内部主（空）
{
RCC->APB2ENR |=RCC_APB2ENR_ADC1EN；/*启用ADC外围时钟*/
RCC->CR2 |=RCC_CR2_HSI14ON；/*启动ADC HSI*/
而（！（RCC->CR2和RCC_CR2_HSI14RDY））；/*等待完成*/
/*校准*/
ADC1->CR |=ADC_CR_ADCAL；/*开始ADC校准*/
而（ADC1->CR&ADC_CR_ADCAL）；/*等待完成*/
ADC1->CR |=ADC_CR_ADEN；/*ADC启用*/
而（！（ADC1->ISR&ADC_ISR_ADRDY））；/*等待完成*/
ADC1->SMPR |=ADC_SMPR1_SMPR_0 |/*采样模式：最长*/
ADC_SMPR1_SMPR_1|
ADC_SMPR1_SMPR_2；
/*VDD参考*/
ADC->CCR |=ADC_CCR_VREFEN；/*VREF启用*/
ADC1->CHSELR=ADC\U CHSELR\U CHSEL17；/*CH17=VREFINT*/
初始化_monitor_handles（）；/*启用半托管*/
而(1){
ADC1->CR |=ADC_CR_ADSTART；/*开始ADC转换*/
同时（！（ADC1->ISR&ADC_ISR_EOC））；/*等待完成*/
uint32\u t vdda=3300UL**VREFINT\u-CAL/ADC1->DR；/*参考手册第252页；恒定值，以毫伏为单位*/
printf（“VREFINT=%lu；VREFINT\u CAL=%lu；VDDA=%lu mV\n”，
（无符号长）ADC1->DR，
（未签名长）*V初始值，
（无符号长）vdda）；
}
}

数据表中的屏幕截图：

参考手册截图 注：这指的是.3V，但我认为这是一个输入错误，因为上面的数据表和下面较长的公式指的是3.3V，并且.3V低于该部件的最低工作电压

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我目前正在为STM32L4开发一个ADC驱动程序。在实现过程中，我遇到了几乎相同的问题。在我看来，第一个公式

不是计算VDDA，而是计算VREF+。它是ADC评估ADC-IN通道时所依据的电压。 此外，VREFINT_数据不是测量的VREF+电压，而是取决于控制器的内部参考电压。在我的情况下，它在控制器数据表中定义：

以下是我如何使用张贴公式的图片：

一些评论： ln 102：计算VREF+非VDDA

ln 105-110：计算所有列组/配置序列

ln 108：计算ADCpin_x测量的电压

LN109：乘以增益得到实际值

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在我看来，通过计算每个转换序列的VREF+，我会得到更好的结果，因为VREF+上的一些涟漪会得到补偿。

实际上它是在计算Vdda，因为VREF计算非常简单，您必须读取ADC的相应通道，采样时间比数据表中标记的要长（通常为10 us）。如果Vdda为2.0 V，则4095的值对应于2.0 V（或更高）的绝对值（相关GND）。以线性方式，Vref的值将远高于Vdda=3.30 V时读取的值。因此，值的补偿​​必须使用2.0 V的电压读数才能知道绝对值​​ADC正在测量的电压。如果未对其进行补偿，则它们将为数值​​相对于Vdda当时的电压水平。

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此外，还实现了电源值，这将有助于不超出微控制器的规格。

正如@Artur所说，Vref+不是Vdda，但通常（我在硬件设计中就是这样）Vref+连接到Vdda（根据数据表使用相应的过滤器），因此计算Vdda与计算Vref+相同

我将向您展示如何计算vdda，因为我基于STM32L431

。必须首先配置ADC以测量VREFINT：

void MX_ADC1_Init(void)
{

    /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 0 */

    /* USER CODE END ADC1_Init 0 */

    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 1 */

    /* USER CODE END ADC1_Init 1 */
    /** Common config
     */
    hadc1.Instance = ADC1;
    hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
    hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
    hadc1.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE;
    hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    hadc1.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_PRESERVED;
    hadc1.Init.OversamplingMode = DISABLE;
    if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
    /** Configure Regular Channel
     */
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_VREFINT;
    sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_247CYCLES_5;
    sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
    sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
    sConfig.Offset = 0;
    if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
    /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 */

    /* USER CODE END ADC1_Init 2 */
}

.现在我将向您展示执行方程式的代码：

vdda = 3.0 * (VREFINT_CAL /average);
vch = VREF * (average / ADC_RESOLUTION);

log("vdd = %.5f - ", vdda);
log("vchn = %.5f", vch);

其中：

#define ADC_RESOLUTION 4095.0           // adc resolution 12 bits
#define VREFINT_CAL 1655.00             // Raw data acquired at a temperature of 30 °C (± 5 °C), VDDA = VREF+ = 3.0 V (± 10 mV)
#define VREF 3.3                        // voltage reference 3.3V

注:

“average”是adc采集的256个样本的平均值（它只是一个简单的过滤器）

“log”是我创建的一个函数，类似于uart的printf

“VREFINT_CAL”因型号而异

结果:

vdd = 3.28035 - vchn = 1.21343

如我们所见，VREFINT与数据表（1.212V典型值）匹配：

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我看不出您的代码有任何明显的错误，我可以确认参考手册中的

.3

而不是

3.3

确实是一个打字错误（我在网上找到的副本没有这个错误）。关于这个问题，我有一个粗略的猜测——您是否让Vssa引脚浮动，而不是接地？（假设您使用的STM32F042变型实际上有一个单独的Vssa引脚。）计算Vdda时的错误可疑地接近一个二极管压降，如果负参考电压浮动，这似乎是一个合理的结果。这是一个有趣的想法，但引脚（引脚32）连接到GND：有趣的是，热敏垫没有连接到任何东西。该示意图非常错误-它显示了该零件的UFQFNP32变体的零件号，但根据LQFP32变体（甚至没有热敏垫）标记了引脚.在UFQFPN32上，引脚16和32是额外的端口B I/O引脚，热焊盘是您唯一的接地连接，是正确操作所必需的。基本上，您的芯片只能通过一些I/O引脚上的ESD保护二极管看到接地，2.62V是芯片接收到的电源的准确测量值。Owwww…您你完全正确。之前版本的原理图要求使用LQFP32，然后改为UFQFNP32，我猜硬件人员没有仔细阅读数据表。这看起来很糟糕……我很惊讶芯片能正常工作，而且非常好

vdd = 3.28035 - vchn = 1.21343