STM32: ADC采样频率及相应时间的确定

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一、STM32 ADC 介绍

　　STM32 ADC 是一个12 位精度、 一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。 ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。

　　ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经分频产生。转换时最快为1us，当ADC的输入时钟超过14MHz 时其会损失一些精度。当然如果可以达到我们的精度，输入时钟高点也没事。

　　在网上看到一回答ADC不超过14MHz 的答案：资料上的都是推荐，事实上很多芯片的设计都是有超额余量的，很多人都会超额的利用这些资源，并且很好的工作。

　　若所看的程序频率是超过14M，也没有错，可能作者的目的在于快速而宁愿损失一些精度，ADC的分辨率是12位，若是超过这个频率也是工作的，只不过采样到的精度可能仅到10位，若这个已到 作者的要求，也无错误之说了。

　　1、看参考手册，确定ADC 的时钟以及通道采样时间：

　　1）ADC 时钟 ADC 接在APB2 上，APB2的时钟为72MHz，通过分频的方式给ADC 提供时钟，预分频主要有2、4、6、8 四种分频方式。

　　2）通道采样时间 通道采样时间会影响采样的精度。

　　2、转换时间

　　公式：TCONV = 采样时间+ 12.5 个周期

　　例如：当

　　ADCCLK=14MHz和1.5周期的采样时间

　　TCONV = 1.5 + 12.5 = 14

　　周期=1μs

　　例如：当ADCCLK=14MHz 和1.5 周期的采样时间 TCONV = 1.5 + 12.5 = 14 周期 = 1μs

　　1）一般情况，如果是软件启动，那么转换时间即是采样周期。

　　2）若通过定时器进行触发启动ADC，则还需要加上定时器的相关时间。

　　3、确定采样率

　　1）如果我们的输入信号是 20KHz （周期为 50us），若要将它恢复出来，一个周期最少采样20个点，此时采样率要达到400KHz，所以ADC的采样率必须在400KHz 以上。为

　　了达到最好的精度，我们选取ADC时钟为12MHz，即6分频。在12MHz 以及保证采样率的情况下，采样时间越长其，准确性就越好。

　　可以计算 2.5us = （12.5 + 采样时间）/ 12MHz ，可以求得采样时间为17.5；所以采样时间的选择必须小于等于17.5个周期，才能保证采样率在400KHz 以上。所以我们可以选

　　择1.5、7.5、13.5，为获得更高的精准度，我们可以选择13.5个周期。

　　切记采样点数必须达到要求。

二、采样频率的确定

　　1.首先确定ADC 的时钟，这里需要看你的RCC的设置。在采用固件库的基础上，设定ADC的采样频率相对来说是很容易的。

　　（1）由时钟控制器提供的ADCCLK 时钟和PCLK2（APB2 时钟）同步。CLK 控制器为ADC 时钟提供一个专用的可编程预分频器。

　　（2） 一般情况下在程序 中将 PCLK2 时钟设为 与系统时钟 相同

　　RCC_HCLKConfig（RCC_SYSCLK_Div1）;

　　RCC_PCLK2Config（RCC_HCLK_Div1）;

　　RCC_PCLK1Config（RCC_HCLK_Div2）;

　　（3）在时钟配置寄存器（RCC_CFGR） 中 有 为ADC 时钟提供一个专用的可编程预分器

　　位15:14 ADCPRE：ADC预分频

　　由软件设置来确定ADC时钟频率

　　00：PCLK2 2分频后作为ADC时钟

　　01：PCLK2 4分频后作为ADC时钟

　　10：PCLK2 6分频后作为ADC时钟

　　11：PCLK2 8分频后作为ADC时钟

　　我们可对其进行设置 例如：

　　RCC_ADCCLKConfig（RCC_PCLK2_Div4）;

　　另外 还有 ADC 时钟使能设置

　　RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_ADC2 |

　　RCC_APB2Periph_GPIOC， ENABLE）;

　　（4）采样时间和转换时间

　　ADC 使用若干个ADC_CLK 周期对输入电压采样，采样周期数目可以通过

　　ADC_SMPR1 和ADC_SMPR2 寄存器中的SMP［2:0］位而更改。每个通道可以以

　　不同的时间采样。

　　总转换时间如下计算：

　　TCONV = 采样时间+ 12.5 个周期

　　例如：

　　当ADCCLK=36MHz 和239.5 周期的采样时间

　　TCONV = 239.5 + 12.5 = 252周期 = 7μs

　　若你采样的是1KHz的正弦波信号，采样了10000个点，则其中就有70个周期。