中级
30 分钟

使用LTC2500-32和STM32F302VC实现尖端A/D转换

无缝转换,卓越精度

ADC 7 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

ADC 7 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

利用我们的模数转换器的强大功能,提升您设计的性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ADC 7 Click 基于 Analog Devices 的 LTC2500-32,这是一款具有可配置数字滤波器的 32 位过采样 ADC。集成的可配置滤波器用于处理来自 32 位逐次逼近寄存器 (SAR) 内核的数据,提供非常低的输出噪声,并具有高达 148dB 的高动态范围。它还简化了设计,因为它放宽了输入信号的抗混叠滤波器要求。LTC2500-32 ADC 还允许外部参考电压;因此,Click board™ 使用来自 Microchip 的小型固定参考电压 IC MCP1541 的 4.096V。Click board™ 上有一个两极螺钉端子,其输入路由到 ADC IC 的 +IN 和 -IN 引脚。输入信号可以是双极的、单极的或差分的,从 0 到 VREF 摆动。输入通过两个 LTC2057 运算放大器进行缓冲。这些低噪声运放调整输入阻抗,因为 LTC2500-32 ADC 在低阻抗源驱动时性能最佳。输入是直流耦合的 - 输入信号路径上没有使用去耦电容器。LTC2500-32 具有两个可用的 SDO 引脚(双 SPI 接口),但此 Click board™ 仅使用 SDOA 引脚,提供来自可编程数字滤波器的转换数据。RDLA 引脚应设置为低逻辑电平以启动 SPI 通信。它连接到 mikroBUS™ 的 CS 引脚,而 SDOA 引脚连接到 

mikroBUS™ 的 MISO 引脚,标记为 SDO。这样配置后,可以使用 mikroBUS™ 的标准四引脚 SPI 接口与 Click board™ 通信。数字滤波器可以通过 SPI 接口(mikroBUS™ 的 SDI 引脚)进行编程,也可以使用 ADC IC 的 PRE 引脚。当 PRE 引脚设置为高逻辑电平时,SDI 引脚上的逻辑状态将用于选择两个滤波器预设之一。否则,当 PRE 引脚设置为低逻辑电平时,可以通过 SPI 接口配置滤波器。PRE 引脚连接到 mikroBUS™ 的 RST 引脚,标记为 PRE。该 IC 使用外部信号启动转换过程。当 MCLK 引脚上出现上升沿时,内部转换过程开始。为了获得最佳性能,制造商建议外部信号脉冲持续时间应为 40nS。MCLK 引脚连接到 mikroBUS™ 的 PWM 引脚,标记为 MCK。MCLK 引脚上的上升沿后,ADC 开始通过比较输入电压与参考电压的二进制加权分数进行采样。然后,采样输入通过逐次逼近算法(SAR ADC 类型)。转换数据包括 24 位差分电压、7 位共模电压和一个用于信号溢出指示(VIN > VREF)的标志位。然后,这些数据传递到滤波器部分,滤波器部分将 32 位处理值存储在输出寄存器中。ADC IC 将差分输入电压与 2 

× VREF 进行比较,分为 232 个级别,分辨率为 1.9mV(使用 4.096V 作为参考)。宽共模输入范围(从 0V 到 VREF),以及高共模抑制率,允许设备采样所有类型的信号:伪差分单极、伪差分双极和全差分。这是 LTC2500-32 ADC 设备的独特功能。在转换阶段,BUSY 引脚保持高逻辑电平(高阻态)。转换结束时,该引脚驱动为低逻辑电平。BUSY 引脚表示转换进行中的状态,并连接到 mikroBUS™ 的 INT 引脚,标记为 BSY。LTC2500-32 ADC 的另一个引脚具有类似功能,表示数据已准备好读取。该引脚标记为 DRL,并连接到 mikroBUS™ 的 AN 引脚。通过使用这些引脚作为中断源,主 MCU 可以实现优化的数据采集时序,无需轮询 ADC 直到其准备就绪。Click board™ 使用 mikroBUS™ 的 3.3V 和 5V 电源轨。3.3V 电源轨为 ADC IC 提供 2.5V 工作电压。因此,使用了一个小型 LDO 来获得该电压。5V 电源轨用于 MCP1541 参考电压源。由于 LTC2500-32 ADC 的逻辑部分可以在 1.8V 到 5V 的电压下工作,因此不需要额外的通信电平转换 IC,Click board™ 可以与 3.3V 和 5V MCU 一起工作。

ADC 7 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Data Ready Indicator
PC4
AN
Filter Preset Enable
PC15
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
MISO
SPI Data IN
PA7
MOSI
Power supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Sampling Trigger
PE9
PWM
Busy Indicator
PD0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ADC 7 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product6 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含用于 ADC 7 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • adc7_set_config - 通过发送配置数据执行设备配置的功能

  • adc7_start_conv_cycle - 在 MCK 引脚上生成时钟信号并开始转换的功能

  • adc7_read_results - 从 AD 转换器读取电压值并将该值计算为毫伏 (mV) 的功能

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief ADC7 Click example
 * 
 * # Description
 * This application collects data from the analog signal, calculates and logs the
 * converted voltage value.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and performs configuration for conversion cycles.
 * 
 * ## Application Task  
 * Performs the determined number of conversion cycles which are necessary for averaging. 
 * When all conversion cycles are done, it reads the converted voltage value.
 * Results will be logged on UART terminal every second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adc7.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static adc7_t adc7;
static log_t logger;

static float voltage_data;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    adc7_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );
    Delay_ms ( 100 );

    //  Click initialization.

    adc7_cfg_setup( &cfg );
    ADC7_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    adc7_init( &adc7, &cfg );
    
    adc7_default_cfg( &adc7 );
}

void application_task ( void )
{
    adc7_start_conv_cycle( &adc7 );
    adc7_read_results( &adc7, &voltage_data );
    log_printf( &logger, "Voltage: %.2f mV\r\n", voltage_data );

    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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