【极海APM32F407】6. ADC应用及采样结果不稳定

hehung

【极海APM32F407】6. ADC应用及采样结果不稳定 [复制链接]

<div class='showpostmsg'><i class="pstatus"> 本帖最后由 hehung 于 2023-6-18 16:05 编辑 </i>

[【极海APM32F407】 1. 开箱啦](https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1244122-1-1.html)

[【极海APM32F407】2. KEIL下实现printf和scanf对串口的重定向](https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1244768-1-1.html)

[【极海APM32F407】 3. 极简方式集成FreeRTOS](https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1245426-1-1.html)

[【极海APM32F407】 4. 程序下载问题以及解决方法](https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1246321-1-1.html)

[【极海APM32F407】5. RTC应用](https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1246322-1-1.html)

# 前言

测试了APM32F407的ADC功能，期望使用ADC来测试空气中可燃气体的浓度，即测试MQ-5传感器采集的ADC数值，可燃气体浓度越高，输出电压越大。选择使用PA0作为模拟输入口。

实测后发现测试结果并不稳定，测试数值会在一定范围内波动，就算将PA0接到了3.3V上或者0V上，测试结果也会波动。不知道原因是什么，期望能够得到小伙伴们的解答。

# 1 硬件连接

查看数据手册，可以知道一些ADC相关的参数信息以及引脚连接。如下所示，PA0对应的是ADC123的CH0，也就是说可以作为ADC0，ADC1，ADC2的通道0使用。

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_706431" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=706431&handlekey=savephoto_706431">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

# 2 软件实现

参考官方提供的示例，完成自己的软件开发，没有使用DMA以及中断功能，采用普通的软件触发，方式进行测试。

## 2.1 初始化

如下为ADC初始化代码：

- 初始化引脚PA0作为模拟输入引脚
- 初始化ADC为12bits精度
- 配置通道CH0
- 启动ADC

```c
/*
@hehung
2023-6-9
email: 1398660197@qq.com
wechat: hehung95
reproduced and please indicate the source @hehung
*/

#include "Board.h"
#include "main.h"
#include <stdio.h>
#include "app_adc.h"
#include "stdio.h"
#include "apm32f4xx_gpio.h"
#include "apm32f4xx_adc.h"
#include "apm32f4xx.h"

/* save adc data*/
#define ADC_CH_SIZE   1
#define ADC_DR_ADDR   ((uint32_t)ADC1_BASE + 0x4C)

void ADC_Init(void)
{
  GPIO_Config_T   gpioConfig;
  ADC_Config_T    adcConfig;
  ADC_CommonConfig_T  adcCommonConfig;

/* Enable GPIOA clock */
  RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOA);

/* ADC channel 0 configuration */
  GPIO_ConfigStructInit(&gpioConfig);
  gpioConfig.mode  = GPIO_MODE_AN;
  gpioConfig.pupd  = GPIO_PUPD_NOPULL;
  gpioConfig.pin = GPIO_PIN_0;
  GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfig);

/* Enable ADC clock */
  RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_ADC1);

/* ADC configuration */
  ADC_Reset();

adcCommonConfig.mode    = ADC_MODE_INDEPENDENT;
  adcCommonConfig.prescaler   = ADC_PRESCALER_DIV4;
  adcCommonConfig.accessMode  = ADC_ACCESS_MODE_DISABLED;
  adcCommonConfig.twoSampling = ADC_TWO_SAMPLING_20CYCLES;
  ADC_CommonConfig(&adcCommonConfig);

ADC_ConfigStructInit(&adcConfig);
  adcConfig.resolution    = ADC_RESOLUTION_12BIT;
  adcConfig.scanConvMode    = ENABLE;
  adcConfig.continuousConvMode  = DISABLE;
  adcConfig.dataAlign     = ADC_DATA_ALIGN_RIGHT;
  adcConfig.extTrigEdge   = ADC_EXT_TRIG_EDGE_NONE;
  adcConfig.extTrigConv   = ADC_EXT_TRIG_CONV_TMR1_CC1;
  adcConfig.nbrOfChannel    = ADC_CH_SIZE;
  ADC_Config(ADC1, &adcConfig);

/* ADC channel Convert configuration */
  ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_0, 1, ADC_SAMPLETIME_3CYCLES);

/* Enable ADC */
  ADC_Enable(ADC1);
}
```

## 2.2 读取采样结果并显示

- 软件开始ADC1转换
- 等待转换完成
- 然后读取转换结果并使用串口打印出来

```c
void ADC_ShowValue(void)
{
  float voltage;
  uint8_t index;

/* ADC start conversion */
    ADC_SoftwareStartConv(ADC1);

while (SET == ADC_ReadSoftwareStartConvStatus(ADC1)) {};

for(index = 0; index < ADC_CH_SIZE; index++)
  {
  voltage = (ADC_ReadConversionValue(ADC1) * 3300.0 ) / 4095.0;

printf("ADC CH[%d] voltage = %.3f mV\r\n", index, voltage);
  }
  printf("\r\n");
}
```

## 2.3 主函数

主函数中实现ADC相关调用。

```c
  /* ADC1 initialization */
  ADC_Init();

while (1)
  {

ADC_ShowValue();

Delay(0xEFFFFF);
  }

```

>上面就是ADC的试用步骤，虽然能够成功使用，但是测量结果却不尽人意。

# 测试结果

**从下面的结果可以看出，很不稳定**，同样的传感器MQ-5，在其他单片机上进行测试的时候，输出结果稳定在800左右，不会出现较大波动，但是在APM32F407上会出现最大100mV左右的波动，不知道是哪块导致的干扰，单片机上并没有接任何其他线束。

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_706432" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=706432&handlekey=savephoto_706432">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

我直接将PA0接在VDD上，也是一样的结果，不会稳定在3.3V上。

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_706433" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=706433&handlekey=savephoto_706433">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_706434" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=706434&handlekey=savephoto_706434">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

就算是将PA0接到了GND上也还是不稳定。

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_706435" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=706435&handlekey=savephoto_706435">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

最后我用示波器测试了一下VDD的电压，还是比较稳定的。

如果有小伙伴直到该问题，还烦请解答，谢谢。
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damiaa

本帖最后由 damiaa 于 2023-6-20 08:36 编辑

楼主细致！电源纹波可能影响精度测量的时候可以采用先滤除最高和最低，然后多次平均的方法。数据会好看些。

caizhiwei

细致入微，查看一下AD输入阻抗，如果太大或太小都会影响测量精度的

littleshrimp

用ADC直接测量GND或者电源看一下结果。

ADC输入导到尽量短一些，有条件的话并联一个电容。

如果还不行就换一个AD输入通道试试。

hehung

damiaa 发表于 2023-6-18 21:22 楼主细致！

感谢支持

hehung

caizhiwei 发表于 2023-6-19 08:39 细致入微，查看一下AD输入阻抗，如果太大或太小都会影响测量精度的

这个不是精度的问题，是采样结果不稳定，存在较大波动，同一个传感器用其他单片机测试就会很稳定

hehung

littleshrimp 发表于 2023-6-19 10:54 用ADC直接测量GND或者电源看一下结果。 ADC输入导到尽量短一些，有条件的话并联一个电容。如果还不 ...

我已经试过了，帖子最后的结果就测试连接VDD和GND的测试，也是一样的存在波动，不稳定。换了通道测试也是一样的结果。后边找个电容试试

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