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標題: STM32如何通過內部VREF得到實際的VDDA值 [打印本頁]
作者: 51黑er    時間: 2015-11-10 15:06
標題: STM32如何通過內部VREF得到實際的VDDA值
我們經常會使用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作為參考電壓來計算測到的電壓值。不過，這種情況很少見，可能只有單片機學習板才會這樣使用。因為我們使用的3.3V穩壓芯片，很少有標準的3.300V輸出，有可能是3.270V，也可能是3.345V,而且，還存在個體差異，這個板子上的電壓是3.294V，另外一個板子上面，就可能是3.312V。如果我們都用3.300來計算的話，同樣的電壓，測出來的結果就會存在mV級別的差異。
在實際使用中，我們一般使用外部基準電壓芯片，例如，100腳的STM32一般都有VREF引腳，就是用來接外部基準電壓芯片，例如REF3133，輸出的電壓是標準的3.300V。
為什么不用基準電壓芯片作為電源供電芯片？
因為基準電壓芯片的輸出電流都是小于25mA的，對于一般的電路板應用，這么點輸出電流不足以讓電路板工作。
不同的STM32 如何使用基準電壓芯片？
對于100腳及其以上的芯片，把基準電壓芯片連接到VREF芯片即可。
對于100腳以下的芯片，STM32沒有把VREF引腳引出來，所以，我們只能把基準電壓芯片連接到VDDA引腳。注意，STM32單片機上面有好多電源引腳，其中有若干VDD引腳，只有一個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系列單片機就規定，VDDA必須要大于或者等于VDD才可以正常工作，所以這時候，最好是給單片機3.0V供電，再給VDDA采用一個3.3V的基準電壓芯片供電。

不用電壓基準電壓芯片可以嗎？
如果在你的應用中，VDDA引腳和VDD引腳連在一起，都是由電源芯片供電，這時候，如果你能知道VDDA的實際電壓，也可以得到精確的ADC結果。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來計算。不過，這也只能是在實驗的時候，在實際使用中，如果你做了1萬個板子，然后需要用萬用表量1萬個板子的電源電壓，然后再給每個板子修改程序，顯示是不可能的。
所以，STM32給我們又一個解決方案，STM32在內部都有一個參考電壓引腳，可以通過配置，把這個腳連接到ADC輸入引腳，是內部連接。然后再計算實際的VDDA值。不過，STM32也存在個體差異，所以，它并沒有在手冊上給出我們這個參考電壓是多大。而是用出廠時調教好的校準值和得到的參考電壓值一起使用。如下圖：

VREFINT_CAL是校準值，這個值，每個單片機都不一樣，被存儲到了0X1FFFF7BA和0X1FFFF7BB,使用的時候，需要先讀出來。
說多了都是眼淚，不說了，給你個程序看吧，程序當中，有讀取VREFINT_CAL和VREFINT_DATA值的語句。你可以看個究竟。這個程序已經實踐驗證過了，不會有問題，下面是實驗結果：

我把測到的VDDA值，發送到了串口查看。然后我用萬用表測了一下實際的VDDA值，由于我的萬用表精度有限，只能測到小數點后2位數字，萬用表得到的是3.32V和3.31V之間跳動。串口發送的值，小數點后第三位四舍五入之后，結果也是3.32V和3.31V。結果是一致的。說明這種方法也是可取的。
點擊下載源程序： stm32f051計算VDDA測試程序.7z (781.2 KB, 下載次數: 360) （程序使用KEIL 5）
                                       
                              
  1. /****************************************************/
  2. // 程序用途：用來測試通過內部基準電壓計算外部VDDA的值
  3. // 程序作者：孟瑞生
  4. // 微信公眾號：科技老頑童
  5. /****************************************************/
  6. #include "stm32f0xx.h"
  7. #include "stdio.h"

  9. __IO uint16_t VREFINT_CAL;
  10. __IO uint16_t VREFINT_DATA;
  11. __IO float VDDA_VAL;

  13. // 下面三個延時函數,是用示波器試出來的,非精確延時(48MHz)
  14. void delay_1us(void)
  15. {
  16.         volatile uint16_t i=1;
  17.         
  18.         while(i--);        
  19. }

  21. void delay_us(uint16_t us)
  22. {
  23.         while(us--)
  24.         {
  25.                 delay_1us();
  26.         }
  27. }

  29. void delay_ms(uint16_t ms)
  30. {
  31.         while(ms--)
  32.         {
  33.                 delay_us(995);
  34.         }
  35. }

  37. /**
  38.   * @brief  ADC Configuration
  39.   * @param  None
  40.   * @retval None
  41.   */
  42. static void ADC_Config(void)
  43. {
  44.   ADC_InitTypeDef     ADC_InitStructure;
  45.   GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
  46.   
  47.   /* GPIOC Periph clock enable */
  48.   RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
  49.   
  50.   /* ADC1 Periph clock enable */
  51.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
  52.   
  53.   /* Configure ADC Channel 0 as analog input */
  54.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  55.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
  56.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;
  57.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  58.   
  59.   /* ADCs DeInit */  
  60.   ADC_DeInit(ADC1);
  61.   
  62.   /* Initialize ADC structure */
  63.   ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);
  64.         ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
  65.         ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
  66.         
  67.         /* Convert the ADC1 Channel 0 with 239.5 Cycles as sampling time */
  68.   ADC_ChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_Vrefint , ADC_SampleTime_239_5Cycles);
  69.         ADC_VrefintCmd(ENABLE);
  70.         
  71.   /* 得到基準電壓校準值 */
  72.         VREFINT_CAL = *(__IO uint16_t *)(0X1FFFF7BA);
  73.         
  74.         /* ADC Calibration */
  75.   ADC_GetCalibrationFactor(ADC1);
  76.         
  77.         /* Enable the ADC peripheral */
  78.   ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);     
  79.   
  80.   /* Wait the ADRDY flag */
  81.   while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_ADRDY));
  82.   
  83.   /* ADC1 regular Software Start Conv */
  84.   ADC_StartOfConversion(ADC1);
  85. }

  87. /**
  88.   * @brief  UART1 Configuration
  89.   * @param  None
  90.   * @retval None
  91.   */
  92. void UART1_Init()
  93. {
  94.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  95.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  96.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  97.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
  98.         /* Enable USART1 Clock */
  99.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
  100.         
  101.         /* USART1 Pins configuration ************************************************/
  102.   /* Connect pin to Periph */
  103.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
  104.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);   
  105.   
  106.   /* Configure pins as AF pushpull */
  107.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
  108.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  109.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  110.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  111.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  112.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  114.         /* USART1 IRQ Channel configuration */
  115.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  116.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0x01;
  117.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  118.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        
  119.         
  120.         /* USART1  configured as follow:
  121.   - BaudRate = 9600 baud  
  122.   - Word Length = 8 Bits
  123.   - One Stop Bit
  124.   - No parity
  125.   - Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
  126.   - Receive and transmit enabled
  127.   */
  128.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
  129.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
  130.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
  131.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
  132.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
  133.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
  134.         USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
  135.    
  136.         /* Enable the USART1 */
  137.         USART_Cmd(USART1, ENABLE);
  138. }

  140. int fputc(int ch, FILE *f)
  141. {
  142.         /* Place your implementation of fputc here */
  143.   /* e.g. write a character to the USART */
  144.   USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);

  146.   /* Loop until transmit data register is empty */
  147.   while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);

  149.   return ch;
  150. }

  152. // 主函數
  153. int main(void)
  154. {
  155.         delay_ms(200);
  156.         ADC_Config();
  157.         UART1_Init();
  158.         
  159.         while(1)
  160.         {
  161.                 VREFINT_DATA =ADC_GetConversionValue(ADC1);
  162.                 VDDA_VAL = (3.3*VREFINT_CAL)/VREFINT_DATA;
  163.                 printf("\n\rVDDA:%.3fV\n\r",VDDA_VAL);
  164.                 while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
  165.                 delay_ms(1000);
  166.         }
  167. }

復制代碼

作者: 雷霆跳蚤    時間: 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候發現有這個功能，就是關于VERINT_CAL和VERINT_DATA這兩個值，但是一直都不知道這兩個值應該怎么取，讀了你的貼子才知道這兩個值在哪里，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，你怎么知道這兩個值是在0X1FFFF7BA和0X1FFFF7BB？在哪份文檔里有提到這兩個值的位置，能告之嗎？
作者: wdkwork    時間: 2017-3-8 14:00
請問如果ad原來是一個序列的轉換，現在要加vref校準。怎么加？
作者: lmk_021    時間: 2018-8-7 10:05
非常感謝樓主細致的講解，學習了，這就去試試！
作者: hyx373400743    時間: 2018-11-10 12:15
感謝樓主， 測試一下
作者: evercool    時間: 2018-12-2 23:24
樓主，我今天用到STM32F030F4測量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，怎么測出來VDDA的電壓是1.228V啊？

stm32f051改成STM32F030計算VDDA等于1.228V測試程序.7z

782.16 KB, 下載次數: 29, 下載積分: 黑幣 -5

作者: 穿山躍海    時間: 2018-12-25 15:55
不知道對F103系列通用不
作者: 樂獨    時間: 2019-4-24 14:03
這兩個參數從哪個文檔找到的，為什么我找不到
作者: smilexxy    時間: 2019-5-6 10:45
感謝樓主， 測試一下
作者: WANGFUQUAN    時間: 2019-7-26 13:55
感謝樓主，下載測試下看有用沒。
作者: ybb_mcu    時間: 2020-1-3 14:45
非常感謝樓主，
作者: 1078737191    時間: 2020-3-29 16:18
謝謝分享  
作者: my808    時間: 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。
作者: coolar    時間: 2020-7-9 10:03
小弟初來報到，看不到附件，嗚嗚
作者: iahu    時間: 2023-11-15 14:14
雷霆跳蚤 發表于 2016-5-16 22:38
樓主，我以前在讀資料的時候發現有這個功能，就是關于VERINT_CAL和VERINT_DATA這兩個值，但是一直都不知道 ...

數據手冊里直接搜有的




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