体验我们的ADC的强大功能,发现您一直以来所忽略的细节。
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硬件概览
它是如何工作的?
ADC 9 Click 基于Microchip的MCP3564,这是一款24位Δ-Σ模数转换器,具有可编程的数据速率,高达153.6ksps。MCP3564完全可配置,具有32到98304的过采样率(OSR)和1/3倍到64倍的增益。它包括一个内部序列器(SCAN模式),具有多个监控通道和一个24位定时器,可以在不需要MCU通信的情况下自动创建转换循环序列。先进的安全功能,如CRC和寄存器映射锁,可以确保配置锁定和完整性以及通信数据完整性,以适应安全环境。ADC 9 Click配备20 MHz SPI兼容串行接口。通信通过8位命令简化,包括各种连续读/写模式和24/32位多数据格式,这些格式可以通过8位、16位或32位MCU的直接内存访问(DMA)访
问。噪声值通常随着温度的升高而增加,因为热噪声在所有OSR大于32时占主导地位。对于高OSR设置(>512),热噪声占主导地位,并且与绝对温度的平方根成正比增加。噪声性能也是测量持续时间的函数。对于短时间测量(连续样本数较少),峰峰噪声通常会降低,因为峰值因子(RMS噪声与峰峰噪声的比率)减少。这一特性仅是由于噪声分布本质上是高斯分布的结果。ADC 9 Click 使用MCP3564 IC,具有完全可配置的模拟输入双多路复用器,可以选择哪个输入连接到Δ-Σ ADC的两个差分输入引脚(VIN+/VIN-)中的每一个。这些多路复用器中的每一个都包括相同的输入选择可能性,因此ADC可以转换任何所需的输入电压
组合。模拟多路复用器包括并联的低电阻输入开关,根据输入通道选择打开或关闭。它们的电阻相比于ADC的输入阻抗(由VIN+/VIN- ADC输入上的采样电容器的充放电引起)可以忽略不计。ADC 9 Click 还具有MCP1501,这是Microchip用于精密数据采集系统的低漂移带隙基准电压。带隙使用基于斩波的放大器,有效地将漂移降低到零。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F446RE MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
131072
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 ADC 9 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
adc9_write_fast_cmd
- 此函数用于执行快速命令。adc9_read_def_adc
- 此函数用于在默认数据格式应用时读取ADC值。adc9_volt_calc
- 此函数用于基于ADC值计算电压。
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 Adc9 Click example
*
* # Description
* This click is 8th channel analog to digital converter expansion board, usefull for projects
* where we have demand for multi channel ADC conversion such as microcontrollers with small
* number or none analog inputs. It offers integrated features, such as internal oscillator,
* temperature sensor and burnout sensor detection, in order to reduce system component count
* and total solution cost.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initalizes SPI driver, resets and starts the device, and makes an initial log.
*
* ## Application Task
* This is an example that shows the capabilities of the ADC 9 click by calculating voltage level
* based on ADC from channels 0(positive) and 1(negative), and logs the result.
*
* ## Additional Function
* - void measurement_init ( adc9_t *ctx, adc9_rw_t *rw ) - Measurement Initialization function
* is used to easily apply desired settings, in this case device is set to read ADC value
* from channels 0 (positive) and 1 (negative) with default data format, gain, boost and internal clock.
*
* ## NOTE
* Depending on the VOLT SEL jumper position on the click board the user needs to set VREF
* macro value (mV) in the code.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adc9.h"
#define VREF 2048
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static adc9_t adc9;
static adc9_rw_t adc9_rw;
static log_t logger;
int32_t adc_value;
float m_volts;
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS
// Measurement Initialization function
void measurement_init ( adc9_t *ctx, adc9_rw_t *rw )
{
uint8_t cfg_data;
uint32_t cfg_data_l;
uint32_t dummy_data;
rw->dev_adr = ADC9_DEVICE_ADR;
rw->reg = ADC9_REG_ADC_DATA;
rw->cmd = ADC9_CMD_INC_READ;
adc9_read_u32( ctx, rw, &dummy_data );
Delay_ms( 1 );
rw->reg = ADC9_REG_CFG_0;
cfg_data = ADC9_CFG_0_VREF_SEL_0 | ADC9_CFG_0_CLK_SEL_2 |
ADC9_CFG_0_CS_SEL_0 | ADC9_CFG_0_MODE_CONV;
adc9_write_u8( ctx, rw, cfg_data );
Delay_ms( 1 );
rw->reg = ADC9_REG_CFG_1;
cfg_data = ADC9_CFG_1_PRE_1 | ADC9_CFG_1_OSR_32 | ADC9_CFG_1_DITHER_DEF;
adc9_write_u8( ctx, rw, cfg_data );
Delay_ms( 1 );
rw->reg = ADC9_REG_CFG_2;
cfg_data = ADC9_CFG_2_BOOST_X_1 | ADC9_CFG_2_GAIN_X_1 | ADC9_CFG_2_AZ_MUX_DIS |
ADC9_CFG_2_AZ_VREF_EN | ADC9_CFG_2_AZ_FREQ_HIGH;
adc9_write_u8( ctx, rw, cfg_data );
Delay_ms( 1 );
rw->reg = ADC9_REG_CFG_3;
cfg_data = ADC9_CFG_3_CONV_MODE_CONT | ADC9_CFG_3_DATA_FORMAT_DEF |
ADC9_CFG_3_CRC_FORMAT_16 | ADC9_CFG_3_CRC_COM_DIS | ADC9_CFG_3_CRC_OFF_CAL_EN |
ADC9_CFG_3_CRC_GAIN_CAL_EN;
adc9_write_u8( ctx, rw, cfg_data );
Delay_ms( 1 );
rw->reg = ADC9_REG_MUX;
cfg_data = ADC9_MUX_VIN_POS_CH0 | ADC9_MUX_VIN_NEG_CH1;
adc9_write_u8( ctx, rw, cfg_data );
Delay_ms( 1 );
cfg_data_l = 0;
rw->reg = ADC9_REG_SCAN;
adc9_write_u24( ctx, rw, cfg_data_l );
Delay_ms( 1 );
cfg_data_l = 0;
rw->reg = ADC9_REG_OFFSET_CAL;
adc9_write_u24( ctx, rw, cfg_data_l );
Delay_ms( 1 );
cfg_data_l = 0x00800000;
rw->reg = ADC9_REG_GAIN_CAL;
adc9_write_u24( ctx, rw, cfg_data_l );
Delay_ms( 1 );
cfg_data_l = 0x00900F00;
rw->reg = ADC9_RSV_REG_W_A;
adc9_write_u24( ctx, rw, cfg_data_l );
Delay_ms( 1 );
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
adc9_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 ----" );
// Click initialization.
adc9_cfg_setup( &cfg );
ADC9_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
uint8_t err_flag = adc9_init( &adc9, &cfg );
if ( ADC9_INIT_ERROR == err_flag )
{
log_info( &logger, "---- Error Init ----" );
for ( ; ; );
}
adc9_default_cfg( &adc9, &adc9_rw );
Delay_ms( 1000 );
}
void application_task ( void )
{
measurement_init( &adc9, &adc9_rw );
while ( adc9_irq_pin_state( &adc9 ) );
adc9_rw.reg = ADC9_DEVICE_ADR;
adc9_read_def_adc ( &adc9, &adc9_rw, &adc_value );
log_printf( &logger, "ADC Value : %ld\r\n" , adc_value );
m_volts = adc9_volt_calc ( &adc9, adc_value, VREF, 1 );
log_printf( &logger, "Voltage in milivolts : %.2f\r\n", m_volts );
log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
Delay_ms( 1000 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END