單片機(jī)芯片讀取ADC的值,數(shù)值在抖動(dòng),怎么辦?

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-4 16:38

各位大佬。我現(xiàn)在遇到了個(gè)問(wèn)題。我現(xiàn)在使用的是STM32G030單片機(jī)芯片。我需要讀取一個(gè)引腳的ADC數(shù)值。我的期望是他可以比較穩(wěn)定的在一個(gè)數(shù)值，波動(dòng)范圍小一點(diǎn)�，F(xiàn)在結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)波動(dòng)較。目前我使用了過(guò)濾采集的數(shù)值。即連續(xù)讀取10個(gè)數(shù)，去2個(gè)最大2個(gè)最小，取剩下的平均值�？墒沁€是不行。在暫時(shí)不改電路的基礎(chǔ)上（即在采集ADC的線路加電阻電容過(guò)濾.），各位大佬教教我！

ID:1110945 · 發(fā)表于 2024-3-4 19:33

單片機(jī)的adc，都說(shuō)是12位，其實(shí)能保證有效的精度只有8位，
好一點(diǎn)的能有10位有效精度，能到11位或以上精度的單片機(jī)非
常少。本來(lái)就是附加的功能，你的期望值不能太高。
你可以選擇帶16bit-adc功能的單片機(jī)呀，或者外加專門的adc芯
片。

ID:1059013 · 發(fā)表于 2024-3-4 20:16

取樣等待時(shí)間太短的原因吧

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-3-4 20:29

那就多讀幾個(gè)數(shù)，直到滿意為止。

ID:401564 · 發(fā)表于 2024-3-4 21:01

ADC引腳有個(gè)104的電容就行了,加太大電容影響"真實(shí)"數(shù)據(jù)
ADC的結(jié)果一定是抖動(dòng)的,像萬(wàn)用表這種也是加了濾波的
在單片機(jī)上,平均值濾波是最常用的,它基本能解決大多數(shù)的應(yīng)用
至少平均130次,然后再去掉最大和最小,數(shù)據(jù)位移一下,相對(duì)會(huì)好很多
10次就太少了

ID:453974 · 發(fā)表于 2024-3-5 09:09

增加讀取時(shí)間，看看波動(dòng)大不大，如果大的話考慮來(lái)個(gè)電容濾波

ID:41656 · 發(fā)表于 2024-3-5 11:28

沒(méi)有電路不好判斷。1、檢查電源是否穩(wěn)定是否有雜波，用示波器看看，G030的基準(zhǔn)就是電源電源不穩(wěn)定測(cè)量值自然會(huì)跳；2、檢查是否切換通道，切換通道時(shí)候要預(yù)留足夠的采樣時(shí)間；3、檢查前端電路是否穩(wěn)定是否有噪聲源；4、檢查測(cè)量信號(hào)

ID:910742 · 發(fā)表于 2024-3-5 13:37

所謂波動(dòng)大不知大到什么程度？g030的adc還是可以的，這是間隔0.1秒轉(zhuǎn)換一次7號(hào)堿性電池的結(jié)果，可以參考下（ 64Mhz，adc分頻=2，采樣時(shí)間=1.5，Vref直連Vdd）
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ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-5 14:16

Y_G_G 發(fā)表于 2024-3-4 21:01
ADC引腳有個(gè)104的電容就行了,加太大電容影響"真實(shí)"數(shù)據(jù)
ADC的結(jié)果一定是抖動(dòng)的,像萬(wàn)用表這種也是加了濾波 ...

很遺憾，均值濾波這個(gè)方法，我測(cè)試了一下沒(méi)有區(qū)別，還是一樣的波動(dòng)

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-5 14:23

aidianzi 發(fā)表于 2024-3-5 11:28
沒(méi)有電路不好判斷。1、檢查電源是否穩(wěn)定是否有雜波，用示波器看看，G030的基準(zhǔn)就是電源電源不穩(wěn)定測(cè)量值自 ...

1，電源的話，已經(jīng)使用濾波器測(cè)過(guò)了，很平穩(wěn)。
2，這個(gè)芯片使用一個(gè)ADC,我采用的是連續(xù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)一個(gè)通道裝換結(jié)束了，自動(dòng)切換到下一個(gè)通道轉(zhuǎn)換。
3，噪音的話，有一個(gè)風(fēng)扇，不過(guò)確實(shí)有一定的聲音，但是我讀取電源到芯片的卻很穩(wěn)定。
4，目前就是測(cè)量信號(hào)很不穩(wěn)定，

ID:1048132 · 發(fā)表于 2024-3-5 15:40

多次采樣然后取平均試試看

ID:1112216 · 發(fā)表于 2024-3-5 15:55

增加一級(jí)跟隨器，減少采樣對(duì)電壓的影響

ID:401564 · 發(fā)表于 2024-3-5 16:20

c8t6 發(fā)表于 2024-3-5 14:16
很遺憾，均值濾波這個(gè)方法，我測(cè)試了一下沒(méi)有區(qū)別，還是一樣的波動(dòng)

static u32 adc_sum = 0;
u16 adc_avg = 0;
adc_sum +=ADC的數(shù)字量;
adc_avg = adc_sum >> 5;
adc_sum -= adc_avg;
更改右移位數(shù),就等于更改平均了,相對(duì)是比較平穩(wěn)
但這好處也只是相對(duì)的,平均次數(shù)越多,反應(yīng)也是越慢

ID:1112237 · 發(fā)表于 2024-3-5 18:40

取多組數(shù)值求平均值

ID:230500 · 發(fā)表于 2024-3-5 20:16

RC濾波不能省；固定的一個(gè)穩(wěn)定值是不可能的，內(nèi)部也是通過(guò)電容充放電逐次逼近式采集；多采集幾次，再取平均算法，程序上采集速度越慢越穩(wěn)。

ID:1059013 · 發(fā)表于 2024-3-5 20:35

模擬電壓本來(lái)就是量子化的，沒(méi)有波動(dòng)才不對(duì)

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-6 11:06

fishafish 發(fā)表于 2024-3-5 20:35
模擬電壓本來(lái)就是量子化的，沒(méi)有波動(dòng)才不對(duì)

我了解，在理論上是無(wú)限趨向于穩(wěn)定，有波動(dòng)我也可以接受，但是他波動(dòng)在忽高忽低的，而且偏差在+-20mv這我就有點(diǎn)難受了

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-6 11:08

lidawei1 發(fā)表于 2024-3-5 13:37
所謂波動(dòng)大不知大到什么程度？g030的adc還是可以的，這是間隔0.1秒轉(zhuǎn)換一次7號(hào)堿性電池的結(jié)果，可以參考下 ...

我的波動(dòng)大約是在20mv上下偏移
1562
1542
1572
1564
1555，這些之類的波動(dòng)

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-6 11:09

eddy123 發(fā)表于 2024-3-5 15:40
多次采樣然后取平均試試看

目前就是這么測(cè)試的，還是有一些峰值的波動(dòng)出現(xiàn)，不過(guò)還沒(méi)有在期望之內(nèi)

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-6 11:17

Y_G_G 發(fā)表于 2024-3-5 16:20
static u32 adc_sum = 0;
u16 adc_avg = 0;
adc_sum +=ADC的數(shù)字量;

有點(diǎn)不太了解這個(gè)原理

ID:401564 · 發(fā)表于 2024-3-6 12:50

c8t6 發(fā)表于 2024-3-6 11:17
有點(diǎn)不太了解這個(gè)原理

adc_sum +=ADC的數(shù)字量;//每次運(yùn)算都是把ADC的數(shù)字量累加
adc_avg = adc_sum >> 5;//位移就是除法運(yùn)算了,位移3位就是除以8,得到平均值
adc_sum -= adc_avg;//累加的這個(gè)變量每次都減去平均值,這樣做是不會(huì)溢出,每次運(yùn)算都有前面的數(shù)據(jù)參與
adc_avg 這個(gè)是最終的值
這個(gè)算法比先累加8次,再除以8,然后把累加變量清除,代碼更簡(jiǎn)單,顯示更平

ID:910742 · 發(fā)表于 2024-3-6 13:35

c8t6 發(fā)表于 2024-3-6 11:08
我的波動(dòng)大約是在20mv上下偏移
1562
1542

波動(dòng)這么大肯定不能靠濾波的方法解決，可以先檢查一下電路是否有干擾，看看電源有沒(méi)有問(wèn)題，輸入的線盡量短，或者先短路輸入看看波動(dòng)多少。

ID:170975 · 發(fā)表于 2024-3-6 15:23

很可能就原始信號(hào)的噪聲吧。

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-6 16:44

Y_G_G 發(fā)表于 2024-3-6 12:50
adc_sum +=ADC的數(shù)字量;//每次運(yùn)算都是把ADC的數(shù)字量累加
adc_avg = adc_sum >> 5;//位移就是除法運(yùn)算了 ...

不用把他們先排序，然后在去最大最小值，然后除于個(gè)數(shù)么？

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-6 16:45

Y_G_G 發(fā)表于 2024-3-6 12:50
adc_sum +=ADC的數(shù)字量;//每次運(yùn)算都是把ADC的數(shù)字量累加
adc_avg = adc_sum >> 5;//位移就是除法運(yùn)算了 ...

NUM_SAMPLES = 10；
while (1)
{
uint32_t adc_values1[NUM_SAMPLES]={0};
uint32_t adc_values2[NUM_SAMPLES]={0};
uint32_t sum1 = 0;
uint32_t sum2 = 0;
uint32_t ADC_num7 = 0;
uint32_t ADC_num0 = 0;
// 采集十次ADC1和ADC2的值
for (int i = 0; i < NUM_SAMPLES; i++)
{
uint32_t A0;
uint32_t A7;
// 采集ADC1的值
HAL_ADC_Start(&hadc1);
while (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100) != HAL_OK);
A0 = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //調(diào)整
adc_values1[i] = (A0*3000)/4096;
// 采集ADC2的值
HAL_ADC_Start(&hadc1);
while (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100) != HAL_OK);
A7 = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //采集
adc_values2[i] = (A7*3000)/4096;
}
bubble_sort(adc_values1,NUM_SAMPLES);
bubble_sort(adc_values2,NUM_SAMPLES);
// 去掉ADC1數(shù)組中的最大值和最小值
for (int i = 3; i < NUM_SAMPLES - 4; i++) {
sum1 += adc_values1[i];
}
// 去掉ADC2數(shù)組中的最大值和最小值
for (int i = 3; i < NUM_SAMPLES - 4; i++) {
sum2 += adc_values2[i];
}
// 計(jì)算打印平均值
ADC_num0 = sum1 /4;
ADC_num7 = sum2 /4;
printf("\n電位器數(shù)值：%d \r\n",ADC_num0);
printf("ADC采集數(shù)值：%d \r\n",ADC_num7);
}

復(fù)制代碼

這是我目前的算法

ID:910742 · 發(fā)表于 2024-3-6 18:23

c8t6 發(fā)表于 2024-3-6 16:45
這是我目前的算法

真要濾波的話設(shè)置256過(guò)采樣、右移位數(shù)8就行了，直接硬件256個(gè)數(shù)取平均，不需要什么算法。
不過(guò)覺(jué)得應(yīng)該查查是哪里出現(xiàn)的波動(dòng)，短路輸入看看。
下面是輸入短路后的情況，沒(méi)有濾波，沒(méi)有過(guò)采樣。
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1
1
1
2
0
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1

ID:1059013 · 發(fā)表于 2024-3-6 21:06

明顯分壓電阻太大？一般2k不會(huì)

ID:401564 · 發(fā)表于 2024-3-6 23:21

c8t6 發(fā)表于 2024-3-6 16:44
不用把他們先排序，然后在去最大最小值，然后除于個(gè)數(shù)么？

電路沒(méi)有很大的干擾,就不需要
我這個(gè)基本只用于電源電壓和溫度之類的ADC,之前也有過(guò)去掉兩頭的數(shù)值,但實(shí)際上沒(méi)啥區(qū)別,為了代碼簡(jiǎn)單,就不用去最大和最小了

ID:420836 · 發(fā)表于 2024-3-7 08:35

請(qǐng)先檢查參考電壓，確保電壓源穩(wěn)定且無(wú)噪聲。

ID:1007896 · 發(fā)表于 2024-3-7 09:59

ADC來(lái)的數(shù)據(jù)變化太快，你可以用定時(shí)器每隔一段時(shí)間如100ms讀取一次數(shù)據(jù)，然后再處理。

ID:1074206 · 發(fā)表于 2024-3-7 10:36

增加硬件濾波或者軟件濾波，但是要考慮實(shí)施性

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-7 13:56

lidawei1 發(fā)表于 2024-3-6 18:23
真要濾波的話設(shè)置256過(guò)采樣、右移位數(shù)8就行了，直接硬件256個(gè)數(shù)取平均，不需要什么算法。
不過(guò)覺(jué)得應(yīng)該 ...

我這個(gè)運(yùn)行步驟是
1；風(fēng)扇啟動(dòng)把高壓離子吹出來(lái)。進(jìn)過(guò)鋼網(wǎng)；
2；鋼網(wǎng)采集離子，經(jīng)過(guò)放大電路放大得到電壓；
3；把得到的電壓進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)化；
4：通過(guò)ADC判斷是否在范圍，不在范圍則改變PWM；
5：PWM改變高壓的電壓，從而也影響到鋼網(wǎng)采集的離子：

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-7 13:58

kk17328 發(fā)表于 2024-3-7 10:36
增加硬件濾波或者軟件濾波，但是要考慮實(shí)施性

后續(xù)的升級(jí)是需要的�，F(xiàn)在第一版本，只要確保在范圍內(nèi)即可。大約是上下浮動(dòng)10mv左右

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-7 13:59

Y_G_G 發(fā)表于 2024-3-6 23:21
電路沒(méi)有很大的干擾,就不需要
我這個(gè)基本只用于電源電壓和溫度之類的ADC,之前也有過(guò)去掉兩頭的數(shù)值,但實(shí) ...

我這個(gè)的話，我使用示波器查看查看了曲線，會(huì)有一小段的起伏不定的峰值

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-7 14:01

yaofuming 發(fā)表于 2024-3-7 09:59
ADC來(lái)的數(shù)據(jù)變化太快，你可以用定時(shí)器每隔一段時(shí)間如100ms讀取一次數(shù)據(jù)，然后再處理。

嘗試過(guò)了。我給了固定不變的值；讀取的是比較穩(wěn)定。但是在代碼中去調(diào)節(jié)的話，就會(huì)有波動(dòng)

ID:401564 · 發(fā)表于 2024-3-7 16:57

c8t6 發(fā)表于 2024-3-7 13:56
我這個(gè)運(yùn)行步驟是
1；風(fēng)扇啟動(dòng)把高壓離子吹出來(lái)。進(jìn)過(guò)鋼網(wǎng)；
2；鋼網(wǎng)采集離子，經(jīng)過(guò)放大電路放大得到電 ...

感覺(jué)這東西就跟采集空氣中的PM2.5一樣,所采集到的數(shù)據(jù)是做不到非常穩(wěn)定的值的,它本身就不是穩(wěn)定的值
你可以嘗試256次平均值看一下效果

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-3-8 08:22

Y_G_G 發(fā)表于 2024-3-7 16:57
感覺(jué)這東西就跟采集空氣中的PM2.5一樣,所采集到的數(shù)據(jù)是做不到非常穩(wěn)定的值的,它本身就不是穩(wěn)定的值
你 ...

好的。我嘗試一下

ID:361553 · 發(fā)表于 2024-3-8 10:05

加運(yùn)放

ID:828160 · 發(fā)表于 2024-3-8 15:53

一分鐘讀一次，就不抖了。

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-3-9 00:38

c8t6 發(fā)表于 2024-3-7 13:59
我這個(gè)的話，我使用示波器查看查看了擼嵊幸恍《蔚鈉鴟歡ǖ姆逯?/blockquote>

那就是傳感器的問(wèn)題了，別找ADC麻煩了，想想怎么把數(shù)據(jù)編成你想要的結(jié)果好了。

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