利用ST MCU內(nèi)部基準(zhǔn)參考電壓監(jiān)測電源電壓及其它

在使用ST MCU開發(fā)過程中，有人問如果電源電壓是變動的，詢問有無辦法用比較簡潔的辦法對電源電壓進(jìn)行監(jiān)測，或者說電源電壓波動情況下能否檢測出其它待測的AD輸入電壓。

  這里跟大家分享交流一個方法。就是在沒有其它外來參考電壓，用芯片電源電壓VDD作為ADC的參考電壓，同時該電源電壓又在一定范圍內(nèi)變動的情況下【這個范圍就是在保證芯片正常工作的范圍】，利用MCU芯片內(nèi)部自帶基準(zhǔn)電壓對電源電壓進(jìn)行監(jiān)測。

     在我印象中【ST MCU系列和型號太多了，記不住】，幾乎每顆ST MCU芯片內(nèi)部都有個相對穩(wěn)定且不受電源電壓一定范圍內(nèi)波動影響的基準(zhǔn)電壓。這里以STM8L15x 芯片為例來介紹。

 STM8L151系列芯片內(nèi)部有個參考輸出電壓，ST的技術(shù)手冊里命名為VREFINT。

該內(nèi)部參考電壓的值即使芯片電源電壓在工作范圍內(nèi)波動時，它基本維持不變即1.224V,而且該電壓信號可以通過指令控制直接連接到ADC的某個AD通道而求得該電壓對應(yīng)的AD值。

這里提前厘清下：該內(nèi)部參考電壓VREFINT并非ADC的參考電壓，ADC的參考電壓依然是VDD。即使VDD有所波動，這個VREFINT電壓恒定不變，對于ADC電路而言，它只是個測試點。這里經(jīng)常有人犯迷糊，把VREFINT內(nèi)部基準(zhǔn)參考電壓跟ADC模塊的參考電壓混為一談。

在某一固定的ADC參考電壓情況下，所有被測電壓點的AD轉(zhuǎn)換值與該點電壓值保持同一比例關(guān)系，換句話說，對于ADC參考電壓固定情況下，各點的電壓與ADC值與成線性關(guān)系。

下面圖形是8L15X芯片分別在3個不同參考電壓下的AD轉(zhuǎn)換曲線示意圖，這里參考電壓接不同的VDD。下面三根斜線分別是VDD為2.8V、3.2V、3.6V時的AD轉(zhuǎn)換曲線示意圖。那根黃色垂直虛線是表示內(nèi)部VREFINT電壓（1.22V)所在的位置。

不難理解，對于不同的參考電壓，同一待測電壓【VREFINT】1.22V所測得的AD轉(zhuǎn)換值是不一樣的，從上面圖也可以直觀的看出。這里AD的參考電壓就是VDD，顯然VDD越大，1.22V  VREFINT電壓對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換值越小。

對于某一個參考電壓來說，如果能測得1.22V所對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換值，假設(shè)記為Val_AD1.2 那參考電壓VDD對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換值自然是此時該AD的滿量程值，記為 Val_Full,【如果精度是10位，就是1024，如果是12位，那就是4096】。

不管VDD怎么變動，某時刻的VDD對應(yīng)的滿量程值Val_Full跟內(nèi)部基準(zhǔn)電壓【VREFINT】1.22V的AD轉(zhuǎn)換值Val_AD1.2 的線性比例關(guān)系總是存在的。即有：

    VDD:Val_Full = 1.22 : Val_AD1.2      【Val_AD1.2 為實時測得值】

       那么VDD = (1.22 / Val_AD1.2) * Val_Full 

這樣你就可以達(dá)到監(jiān)測芯片供電VDD的電壓之目的了。當(dāng)然你也可以利用上述原理和類似條件做別的應(yīng)用，比如說電源電壓一定范圍內(nèi)波動情況下還是可以檢測出其它待測點的電壓。