廖德 Handel Working Spece: ADC of STM32 M3

顯示具有 ADC of STM32 M3 標籤的文章。顯示所有文章

2015年8月27日星期四

MosFet Current Control by PWM

由錳銅線偵測電流壓降經過差動放大由 MCU ADC 計算及時電流後
以 PWM 調整 MOSFET 提供定電流調整以匹配負載的變化

2014年9月5日星期五

AD620 儀表放大器 OP Note

AD620仪表放大器：低漂移、低功耗仪表放大器，增益设置范围1至10000

　　AD620是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10，000。此外，AD620采用8引脚SOIC和 DIP封装，尺寸小于分立电路设计，并且功耗更低（最大电源电流仅1.3 mA），因而非常适合电池供电及便携式（或远程）应用。

　　AD620具有高精度（最大非线性度40 ppm）、低失调电压（最大50 µV）和低失调漂移（最大0.6 µV/°C）特性，是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。

　　由于其输入级采用Superßeta处理，因此可以实现最大1.0 nA的低输入偏置电流。AD620在1 kHz时具有9 nV/ÖHz的低输入电压噪声，在0.1 Hz至10 Hz频带内的噪声为0.28 µV p-p，输入电流噪声为0.1 pA/ÖHz，因而作为前置放大器使用效果很好。同时，AD620的0.01%建立时间为15 µs，非常适合多路复用应用；而且成本很低，足以实现每通道一个仪表放大器的设计。

　　AD620 组件介绍

　　AD620 的基本特点为精确度高、使用简单、低噪声，此仪表放大器有高输入阻抗：10GΩ||2pF，高共模具斥比高（CMR）：100dB，低输入抵补电压（ Input offset Voltage）：50uV，低输入偏移电流（Input bias current）：1.0nA，低消耗功率：1.3 mA，以及过电压保护等特性应用十分广泛。

AD620 的规格特性总览表。然而会选用它，是因它价格还算可以、增益值大、漂移电位低等，正好符合成本合理及有效放大惠斯顿电桥所输出的微小变化讯号。

　　图3为将选用之仪表放大器IC-AD620 接脚示意图，其中的1、8 接脚要跨接一个电阻来调整放大倍率，然而方程式1为AD620的增益与可调电阻的关系式，由此二式我们即可推算出各种增益所要使用的电阻值GR值。

AD620和AD623有哪些区别？可以互换吗？

　　AD620和AD623都是单仪表放大器，引脚的排列也完全一样。

　　主要的差别是：AD620必须使用正负电源，AD623即可正负电源也可单电源。

　　原板是AD620，则可以用623替换；如果原板是AD623，则不一定能用620替换（要看原板电路的电源是双电源还是单电源）。

　　单片机产品中AD620和AD623替换后，程序不修改也能正常工作。

#p#AD620中AD705的作用的一些问题#e#

　　AD620典型应用电路中AD705的作用的一些问题？

　　AD705的作用是电压跟随，做个模拟地。如果电桥四个电阻匹配的话（即AD620正负输入关为0）6脚应该输出2V.。输出0.69V应该是电阻不匹配共模电压不为0所至（如果RG取120欧放大倍数得四百多，有1mV多共模电压就会导至这个结果，实际接压力传感器之类应做个恒流源取样，则不会这样），建议直接将放大器正负输入端短路试试。AD的数字地应接5V的GND上，不能接2V。图中AD参考电压是1V。

　　放大器AD623和AD620可以互换吗？AD705的输出接AD620的5脚。无信号输入时ADC接收为2V，由于ADC不能接收负信号，而电子枰之类的有时需要负信号，所以2V当做ADC的0 点，这样可以采集负信号。如果不需要负信号的话，AD705的输出可接ADC的COM端。（看ADS7841说明应该是这样，我做类似电路时用的ADC是单片机自带的，没用过ADS7841）

　　ADC数字与模拟信号是分开的（可用一个电源，也可用分开的两个电源），数字电源为V+、GND，模拟信号0点为COM输入，满幅为Vref输入。 ADS7841中CH0-CH3、COM、Vref脚为模拟输入，其余脚均为数字信号IO。如果数字模拟用一个5V电源（一般这样用），由于GND是数字地，则GND只能接0V。如果COM点接AD705，则图中AD数值0至最大值表示2-3V（这样好象意义不大）。

　　所以按楼主的图，如果想测负信号，COM接GND，Vref接5V，则采集的AD信号输入0-2V时信号为负，2-5V时为正。如果只测正信号，则AD705输出接COM，5V接Vref。

#p#AD620仪表放大器比op07好在哪里#e#

　　AD620仪表放大器比op07好在哪里？

　　桥式电路后面接差分放大。op07也可以单片实现差分放大。感觉ad620效果要好些，但比较了下手册，失调电压，失调电流，偏置电流等方面 ad620都略小于OP07

　　这是怎么回事？用620比07电路实现方面要简单，少了几个电阻。但手册参数上为什么反而不如op07呢？

　　答：不能看单个器件的数据，因为如果采用运放构建仪放的话是一堆器件。其它不说，单就输入阻抗和对称性来讲，仪表放大器存在独特的优势，而这才是使用仪表放大器的初衷（差分对称输入）。

　　1片op07 加4个电阻实现的差分放大电路，这种电路和1片ad620实现放大，性能上差别主要体现在两者的输入端特性上。仪表放大器具有对称电特性的正负差分输入端且其输入阻抗非常大，这是接“平衡差分信号”的首要条件。而这些“1片op07 加4个电阻实现的差分放大电路”不具备。

#p#STC与AD620的小信号采集系统#e#

　　典型案例分析：基于STC12C5A60S2与AD620的小信号采集系统

　　在许多电子设备中需要对微弱信号进行高精度处理，因此需要采用仪器放大器，常见的有传统三运放仪器放大器和单片仪器放大器。由于单片仪器放大器的高精度、低噪声及易于控制、设计简单等特点，深受设计者喜爱。

　　AD620作为一款单片仪器放大器，具有低功耗，通过外部电阻可实现高增益的芯片，同时具有低输入漂移和温漂等特点。

　　STC12C5A60S2是一款具有A/D转换功能的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。具有8路高速10位输入型A/D转换（250 k/s），可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。用户可将任何一路设置为A/D转换，不需作为A/D使用的口可继续作为I/O口使用。

　　文中介绍了如何利用STC12C5A60S2和AD620等芯片设计并完成小信号（电压型）的采集系统。

　　1 系统硬件设计

　　1．1 系统原理框图

　　一般信号在使用前，需要先滤波后放大，或者先放大后滤波，然后经过A/D等手段获取（感知）信号。对于小信号而言，信号幅值只有几毫伏，甚至更小，如果先滤波，可能会将有用信号滤除，因此，在这种情况下，需要先进行放大，然后滤波，再进行A/D转换或其他处理。根据本系统特点，系统中存在的干扰可以忽略，因此不考虑信号滤波环节，因此，系统主要通过信号提取、信号放大、A/D采集3个重要环节实现。第3个环节产生的数据，可以指导人们的工作，或显示相关的信息。整个系统原理框图如图1所示。

2014年7月24日星期四

STM32 PWM by TIM3 demo Note

TIM3 PWM 輸出定義 (CH1 ..4)

TIM3 Channel1 duty cycle = (TIM3_CCR1/ TIM3_ARR)* 100

TIM3 Channel2 duty cycle = (TIM3_CCR2/ TIM3_ARR)* 100

TIM3 Channel3 duty cycle = (TIM3_CCR3/ TIM3_ARR)* 100

TIM3 Channel4 duty cycle = (TIM3_CCR4/ TIM3_ARR)* 100

PA.06: (TIM3_CH1)

PA.07: (TIM3_CH2)

PB.00: (TIM3_CH3)

PB.01: (TIM3_CH4)

PWM configuration
- TIM_Prescaler : 將TIMxCLK除以(TIM_Prescaler + 1)
- TIM_CounterMode : 選擇計數模式
- TIM_Period : TIMx_ARR，counter 週期
- TIM_OCPolarity: 設置輸出極性
- TIM_OCMode: PWM模式
  - PWM 1 Mode :
    - 在向上計數，TIMx_CNT時，輸出為1，否則輸出為0；
    - 在向下計數，TIMx_CNT>TIMx_CCRx時，輸出為0，否則輸出為1。
  - PWM 2 Mode :
    - 在向上計數，TIMx_CNT時，輸出為0，否則輸出為1；
    - 在向下計數，TIMx_CNT>TIMx_CCRx時，輸出為1，否則輸出為0。
- TIM_Pulse: 即TIMx_CCRx暫存器，設定脈衝寬度
- 輸出脈波週期 = (TIM_Period + 1) * (TIM_Prescaler + 1) / TIMxCLK

Demo Code

調試晶片：STM32F103C8T6

外部晶振：8MHz

功能介紹：使用Timer3實現兩路（可四路）PWM波形的輸出

代碼如下：

初始化：系統時鐘初始化，GPIO埠初始化，Timer初始化

[list Flow]

系統時鐘初始化：

1. /* 配置系統時鐘為72M */

2. SystemInit();

[ GPIO埠初始化：]

1. /****************************************************************

2. * 函數名：void GPIO_Config(void)

3. * 描述：配置複用輸出PWM時用到的I/O

4. * 輸入：無

5. * 輸出：無

6. * 調用：main()調用

7. ***************************************************************/

8. void GPIO_Config(void)

9. {

10. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

11.

12. /* GPIOA and GPIOB clock enable */

13. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

14.

15. /*GPIOA Configuration: TIM3 channel 1 and 2 as alternate function push-pull */

16. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;

17. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 複用推挽輸出

18. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

19. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

20. }

[ Timer初始化:]

1. /****************************************************************

2. * 函數名：void TIM3_Config(void)

3. * 描述：配置TIM3輸出的PWM信號的模式

4. * CH1:輸出 T=2.5ms(f=1/2.5ms=400Hz) D=0.6的PWM波(高電平在前，低電平在後)

5. * CH2:輸出 T=2.5ms(f=1/2.5ms=400Hz) D=0.4的PWM波(高電平在後，低電平在前)

6. * 步驟一：通過T和TIMxCLK的時鐘源確定TIM_Period和TIM_Prescaler

7. * T=(TIM_Period+1)*(TIM_Prescaler+1)/TIMxCLK=2.5ms

8. * 因為 TIM_Period<65535 span="">，所以 TIM_Prescaler>1,即 TIM_Prescaler=2

9. * 所以 TIM_Period=59999=0xEA5F

10. * 步驟二：根據TIM_Period的值，高低電平的先後D，確定CCR和TIM_OCPolarity

11. * CH1：因為D=0.6，先高後低；

12. * 所以CCR1=(TIM_Period+1)* D=36000;TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High

13. * CH2：因為D=0.4，先高後低；

14. * 所以CCR1=(TIM_Period+1)* (1-D)=36000;TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low

15. * 步驟三：基礎寄存器初始化

16. * 步驟四：通道寄存器初始化

17. * 步驟五：使能TIM3重載寄存器ARR

18. * 步驟六：使能TIM3

19. * 輸入：無

20. * 輸出：無

21. * 調用：main()調用

22. ***************************************************************/

23. void TIM3_Config(void)

24. {

25. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

26. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

27. /* PWM信號電平跳變值 */

28. u16 CCR1= 36000;

29. u16 CCR2= 36000;

30. /*PCLK1經過2倍頻後作為TIM3的時鐘源等於72MHz*/

31. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

32. /* Time base configuration */

33. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period =0xEA5F;

34. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 2;

//設置預分頻：預分頻=2，即為72/3=24MHz

35. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設置時鐘分頻係數：不分頻

36. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

//向上計數溢出模式

37. TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

38. /* PWM1 Mode configuration: Channel1 */

39. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

//配置為PWM模式1

40. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

41. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1

//設置跳變值，當計數器計數到這個值時，電平發生跳變

42. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity =TIM_OCPolarity_High;

//當計時器計數值小於CCR1時為高電平

43. TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能通道1

44. TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

45. /* PWM1 Mode configuration: Channel2 */

46. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

47. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2;

//設置通道2的電平跳變值，輸出另外一個占空比的PWM

48. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;

//當計時器計數值小於CCR2時為低電平

49. TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能通道2

50. TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

51. TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE); //使能TIM3重載寄存器ARR

52. /* TIM3 enable counter */

53. TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3

54. }

主函數代碼:

1. /***************************************************************

2. * 函數名：main

3. * 描述：主函數

4. * 輸入：無

5. * 輸出：無

6. ***************************************************************/

7. int main(void)

8. {

9. SystemInit();

10. GPIO_Config();

11. TIM3_Config();

12. while (1)

13. {

14.

15. }

16. }

welcom ! Handel home

2015年8月27日 星期四