STM32如何通過內(nèi)部VREF得到實(shí)際的VDDA值

ID:94349 · 發(fā)表于 2015-11-10 15:06

我們經(jīng)常會(huì)使用STM32 ADC功能測(cè)試外部電壓，在一些精度不高的場(chǎng)合，我們一般就用3.3V作為參考電壓來計(jì)算測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)到的VDDA值，發(fā)送到了串口查看。然后我用萬用表測(cè)了一下實(shí)際的VDDA值，由于我的萬用表精度有限，只能測(cè)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。
點(diǎn)擊下載源程序：

stm32f051計(jì)算VDDA測(cè)試程序.7z (781.2 KB, 下載次數(shù): 360) （程序使用KEIL 5）

/****************************************************/
// 程序用途：用來測(cè)試通過內(nèi)部基準(zhǔn)電壓計(jì)算外部VDDA的值
// 程序作者：孟瑞生
// 微信公眾號(hào)：科技老頑童
/****************************************************/
#include "stm32f0xx.h"
#include "stdio.h"
__IO uint16_t VREFINT_CAL;
__IO uint16_t VREFINT_DATA;
__IO float VDDA_VAL;
// 下面三個(gè)延時(shí)函數(shù),是用示波器試出來的,非精確延時(shí)(48MHz)
void delay_1us(void)
{
volatile uint16_t i=1;
while(i--);
}
void delay_us(uint16_t us)
{
while(us--)
{
delay_1us();
}
}
void delay_ms(uint16_t ms)
{
while(ms--)
{
delay_us(995);
}
}
/**
* @brief ADC Configuration
* @param None
* @retval None
*/
static void ADC_Config(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* GPIOC Periph clock enable */
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
/* ADC1 Periph clock enable */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
/* Configure ADC Channel 0 as analog input */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* ADCs DeInit */
ADC_DeInit(ADC1);
/* Initialize ADC structure */
ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
/* Convert the ADC1 Channel 0 with 239.5 Cycles as sampling time */
ADC_ChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_Vrefint , ADC_SampleTime_239_5Cycles);
ADC_VrefintCmd(ENABLE);
/* 得到基準(zhǔn)電壓校準(zhǔn)值 */
VREFINT_CAL = *(__IO uint16_t *)(0X1FFFF7BA);
/* ADC Calibration */
ADC_GetCalibrationFactor(ADC1);
/* Enable the ADC peripheral */
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
/* Wait the ADRDY flag */
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_ADRDY));
/* ADC1 regular Software Start Conv */
ADC_StartOfConversion(ADC1);
}
/**
* @brief UART1 Configuration
* @param None
* @retval None
*/
void UART1_Init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
/* Enable USART1 Clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
/* USART1 Pins configuration ************************************************/
/* Connect pin to Periph */
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);
/* Configure pins as AF pushpull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* USART1 IRQ Channel configuration */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0x01;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/* USART1 configured as follow:
- BaudRate = 9600 baud
- Word Length = 8 Bits
- One Stop Bit
- No parity
- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
- Receive and transmit enabled
*/
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
/* Enable the USART1 */
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the USART */
USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
/* Loop until transmit data register is empty */
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return ch;
}
// 主函數(shù)
int main(void)
{
delay_ms(200);
ADC_Config();
UART1_Init();
while(1)
{
VREFINT_DATA =ADC_GetConversionValue(ADC1);
VDDA_VAL = (3.3*VREFINT_CAL)/VREFINT_DATA;
printf("\n\rVDDA:%.3fV\n\r",VDDA_VAL);
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
delay_ms(1000);
}
}

復(fù)制代碼

ID:690448 · 發(fā)表于 2020-4-5 13:17

本帖最后由 my808 于 2020-4-8 21:43 編輯

謝謝樓主，按樓主的方法成了。

ID:121312 · 發(fā)表于 2016-5-16 22:38

本帖最后由雷霆跳蚤于 2016-5-16 22:39 編輯

樓主，我以前在讀資料的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有這個(gè)功能，就是關(guān)于VERINT_CAL和VERINT_DATA這兩個(gè)值，但是一直都不知道這兩個(gè)值應(yīng)該怎么取，讀了你的貼子才知道這兩個(gè)值在哪里，非常感謝你的分享，解決了困擾我很久的問題，以后可以用的上，但可惜看到的人不多。我很好奇的是，你怎么知道這兩個(gè)值是在0X1FFFF7BA和0X1FFFF7BB？在哪份文檔里有提到這兩個(gè)值的位置，能告之嗎？

ID:169106 · 發(fā)表于 2017-3-8 14:00

請(qǐng)問如果ad原來是一個(gè)序列的轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在要加vref校準(zhǔn)。怎么加？

ID:216746 · 發(fā)表于 2018-8-7 10:05

非常感謝樓主細(xì)致的講解，學(xué)習(xí)了，這就去試試！

ID:370640 · 發(fā)表于 2018-11-10 12:15

感謝樓主，測(cè)試一下

ID:211788 · 發(fā)表于 2018-12-2 23:24

樓主，我今天用到STM32F030F4測(cè)量VDDA引腳電壓，我把VDDA引腳和VDD引腳共同接在+3.3V電源上。我把你的STM32F051源程序移植成STM32F040F4的程序，怎么測(cè)出來VDDA的電壓是1.228V��？

ID:240600 · 發(fā)表于 2018-12-25 15:55

不知道對(duì)F103系列通用不

ID:476548 · 發(fā)表于 2019-4-24 14:03

這兩個(gè)參數(shù)從哪個(gè)文檔找到的，為什么我找不到

ID:214152 · 發(fā)表于 2019-5-6 10:45

感謝樓主，測(cè)試一下

ID:67222 · 發(fā)表于 2019-7-26 13:55

感謝樓主，下載測(cè)試下看有用沒。

ID:397421 · 發(fā)表于 2020-1-3 14:45

非常感謝樓主，

ID:247015 · 發(fā)表于 2020-3-29 16:18

謝謝分享

ID:800207 · 發(fā)表于 2020-7-9 10:03

小弟初來報(bào)到，看不到附件，嗚嗚

ID:795009 · 發(fā)表于 2023-11-15 14:14

雷霆跳蚤發(fā)表于 2016-5-16 22:38
樓主，我以前在讀資料的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有這個(gè)功能，就是關(guān)于VERINT_CAL和VERINT_DATA這兩個(gè)值，但是一直都不知道 ...

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