提升ADC性能需從場(chǎng)景需求出發(fā)。本文針對(duì)Air780EPM在數(shù)據(jù)采集中的常見(jiàn)挑戰(zhàn)，如噪聲抑制、動(dòng)態(tài)范圍適配等，提供場(chǎng)景化的優(yōu)化方案與電路設(shè)計(jì)建議，助力打造高性價(jià)比的硬件系統(tǒng)。

最近有工程師朋友問(wèn)：Air780EPM的ADC精度怎么樣，想節(jié)約一顆外掛ADC…

今天也跟大家一起分享下相關(guān)內(nèi)容。在設(shè)計(jì)ADC硬件電路之前，請(qǐng)務(wù)必先查看LuatOS二次開(kāi)發(fā)ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)的描述。

最新ADC庫(kù)函數(shù)詳見(jiàn)：https://docs.openluat.com/osapi/core/adc/

我們先回顧一段核心內(nèi)容：

Air780EPM共有4路外部ADC硬件通道，其通常的作用是用來(lái)測(cè)試電壓數(shù)值。

ADC硬件連接被測(cè)電壓的方式有兩個(gè)：

當(dāng)被測(cè)電壓低于3.6V時(shí)，被測(cè)電壓可以直連ADC；

當(dāng)被測(cè)電壓大于3.6V時(shí)，被測(cè)電壓需先經(jīng)過(guò)外部電阻分壓，且經(jīng)過(guò)分壓后接在ADC的電壓值需小于1.5V。

以上ADC的兩種硬件連接方式，對(duì)應(yīng)不同的軟件設(shè)置，下文會(huì)提到。

除4路外部ADC通道外，Air780EPM還有2路內(nèi)部ADC通道：

一路是CH_CPU，用來(lái)測(cè)量Air780EPM的CPU溫度；

一路是CH_VBAT，用來(lái)測(cè)量Air780EPM的vbat電壓（vbat，或者寫(xiě)為VBAT，也就是Air780EPM工作時(shí)的供電電壓，對(duì)應(yīng)Air780EPM的PIN42/PIN43）。

接下來(lái)，將按照大家在實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)的場(chǎng)景，分類描述如何設(shè)計(jì)ADC硬件電路。

一、測(cè)量Air780EPM的VBAT電壓

用ADC測(cè)量VBAT電壓時(shí)，不需要外接任何硬件電路。

Air780EPM內(nèi)部有一路CH_VBAT：專門用于測(cè)量Air780EPM的VBAT電壓，測(cè)量范圍就是Air780EPM可以正常工作的VBAT供電范圍（3.3V-4.3V）。

可以使用如下代碼讀取VBAT電壓：

二、測(cè)量低于3.6V的電壓時(shí)

我們這里討論的是使用Air780EPM的4路外部ADC，測(cè)量低于3.6V電壓時(shí)的場(chǎng)景。

為社么要提到3.6V這個(gè)數(shù)字？如本文最前面所說(shuō)，當(dāng)被測(cè)電壓低于3.6V時(shí)，被測(cè)電壓可以直連ADC，不需要外接電路。

是的，不需要外接電路的意思就是——被測(cè)電壓可以直接接在ADC上，不做任何處理。但是，需要保證被測(cè)電壓不高于3.6V。

相應(yīng)的，軟件應(yīng)該這么做：

核心就是，軟件在低于1.5V和大于1.5V且小于3.6V時(shí)的處理時(shí)不一樣的。

如果你覺(jué)得比較懵，很正常。你需要先查看LuatOS二次開(kāi)發(fā)ADC相關(guān)庫(kù)函數(shù)的描述，詳見(jiàn)：

https://docs.openluat.com/osapi/core/adc/

或者，你就把握一個(gè)原則：

當(dāng)被測(cè)電壓低于3.6V時(shí)，直連ADC就可以，剩下的交給軟件同事去負(fù)責(zé)。

三、 測(cè)量高于3.6V的電壓時(shí)

我們這里說(shuō)的還是使用Air780EPM的4路外部ADC，測(cè)量高于3.6V電壓時(shí)的場(chǎng)景。

當(dāng)被測(cè)電壓高于3.6V，使用4路外部ADC測(cè)量：必須將外部電壓使用電阻分壓，使掛在ADC上的電壓低于1.5V。

那么，分壓電阻怎么選擇呢？

首先，取決于被測(cè)電壓的值，測(cè)量最大電壓5V和最大電壓12V時(shí)的分壓電阻肯定是不一樣的；

其次，電阻一定要使用1%精度，這樣才能盡可能的使分壓比符合要求；

再次，可以在ADC輸入處增加1個(gè)濾波電容，抑制高頻噪聲，避免ADC讀數(shù)波動(dòng)。

以上都是經(jīng)驗(yàn)之談，現(xiàn)在我們以被測(cè)電壓為5V時(shí)來(lái)舉例說(shuō)明：

相應(yīng)的，假設(shè)通過(guò)ADC測(cè)得的電壓值是1.47V，則可以換算出來(lái)被測(cè)電壓值為：

1.47V/0.294=5V

需要特別指出的是，即便使用MΩ級(jí)別的電阻，系統(tǒng)也會(huì)存在固定的功耗浪費(fèi)：

總電流： I=5V/(2.4MΩ+1.0MΩ)≈1.47μA
總功耗： P=5V×1.47μA=7.35μW

功耗極低，適合電池供電的低功耗場(chǎng)景。

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇