STM32如何通過內(nèi)部VREF得到實(shí)際的VDDA值
我們經(jīng)常會(huì)使用STM32 ADC功能測試外部電壓,在一些精度不高的場合,我們一般就用3.3V作為參考電壓來計(jì)算測到的電壓值。不過,這種情況很少見,可能只有單片機(jī)學(xué)習(xí)板才會(huì)這樣使用。因?yàn)槲覀兪褂玫?.3V穩(wěn)壓芯片,很少有標(biāo)準(zhǔn)的3.300V輸出,有可能是3.270V,也可能是3.345V,而且,還存在個(gè)體差異,這個(gè)板子上的電壓是3.294V,另外一個(gè)板子上面,就可能是3.312V。如果我們都用3.300來計(jì)算的話,同樣的電壓,測出來的結(jié)果就會(huì)存在mV級(jí)別的差異。
在實(shí)際使用中,我們一般使用外部基準(zhǔn)電壓芯片,例如,100腳的STM32一般都有VREF引腳,就是用來接外部基準(zhǔn)電壓芯片,例如REF3133,輸出的電壓是標(biāo)準(zhǔn)的3.300V。
為什么不用基準(zhǔn)電壓芯片作為電源供電芯片?
因?yàn)榛鶞?zhǔn)電壓芯片的輸出電流都是小于25mA的,對(duì)于一般的電路板應(yīng)用,這么點(diǎn)輸出電流不足以讓電路板工作。
不同的STM32 如何使用基準(zhǔn)電壓芯片?
對(duì)于100腳及其以上的芯片,把基準(zhǔn)電壓芯片連接到VREF芯片即可。
對(duì)于100腳以下的芯片,STM32沒有把VREF引腳引出來,所以,我們只能把基準(zhǔn)電壓芯片連接到VDDA引腳。注意,STM32單片機(jī)上面有好多電源引腳,其中有若干VDD引腳,只有一個(gè)VDDA引腳,VDDA引腳就是模擬供電引腳。不過,需要注意,VDDA的電壓不是隨便定義的。例如,STM32F051系列單片機(jī)就規(guī)定,VDDA必須要大于或者等于VDD才可以正常工作,所以這時(shí)候,最好是給單片機(jī)3.0V供電,再給VDDA采用一個(gè)3.3V的基準(zhǔn)電壓芯片供電。
不用電壓基準(zhǔn)電壓芯片可以嗎?
如果在你的應(yīng)用中,VDDA引腳和VDD引腳連在一起,都是由電源芯片供電,這時(shí)候,如果你能知道VDDA的實(shí)際電壓,也可以得到精確的ADC結(jié)果。例如,你可以用萬用表測到VDDA電壓,例如,是3.286V,你就可以使用3286來計(jì)算。不過,這也只能是在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,在實(shí)際使用中,如果你做了1萬個(gè)板子,然后需要用萬用表量1萬個(gè)板子的電源電壓,然后再給每個(gè)板子修改程序,顯示是不可能的。
所以,STM32給我們又一個(gè)解決方案,STM32在內(nèi)部都有一個(gè)參考電壓引腳,可以通過配置,把這個(gè)腳連接到ADC輸入引腳,是內(nèi)部連接。然后再計(jì)算實(shí)際的VDDA值。不過,STM32也存在個(gè)體差異,所以,它并沒有在手冊上給出我們這個(gè)參考電壓是多大。而是用出廠時(shí)調(diào)教好的校準(zhǔn)值和得到的參考電壓值一起使用。如下圖:
VREFINT_CAL是校準(zhǔn)值,這個(gè)值,每個(gè)單片機(jī)都不一樣,被存儲(chǔ)到了0X1FFFF7BA和0X1FFFF7BB,使用的時(shí)候,需要先讀出來。
說多了都是眼淚,不說了,給你個(gè)程序看吧,程序當(dāng)中,有讀取VREFINT_CAL和VREFINT_DATA值的語句。你可以看個(gè)究竟。這個(gè)程序已經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證過了,不會(huì)有問題,下面是實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
我把測到的VDDA值,發(fā)送到了串口查看。然后我用萬用表測了一下實(shí)際的VDDA值,由于我的萬用表精度有限,只能測到小數(shù)點(diǎn)后2位數(shù)字,萬用表得到的是3.32V和3.31V之間跳動(dòng)。串口發(fā)送的值,小數(shù)點(diǎn)后第三位四舍五入之后,結(jié)果也是3.32V和3.31V。結(jié)果是一致的。說明這種方法也是可取的。