模数转换器（ADC）是将连续变化的模拟信号转换为数字信号的电子设备，在电子系统中扮演着至关重要的角色。在选择合适的ADC时，我们不仅需要关注其基本的性能指标，如分辨率、信噪比（SNR）或谐波失真，还必须深入了解一些常常被忽略的技术规格，这些规格对于特定的应用场景下可能起到决定性作用。 分辨率作为ADC输出的位数，是容易被误解的技术规格之一。它仅显示输出的位数，并不直接反映设备的实际性能。为了更准确地衡量性能，可以参考有效位数（ENOB），它是通过实际的SNR测量来计算的。对于更深入的性能了解，噪声频谱密度（NSD）提供了一种以dBm/Hz或nV/√Hz为单位的有用指标，它有助于选择匹配前端电路的模数转换器。 电源抑制（PSR）是衡量电源纹波如何影响ADC输入，并反映在数字输出上的一个重要指标。如果PSR有限，则电源线上的噪声仅会被抑制在输入电平之下30dB至50dB，这在高噪声环境中尤其重要，例如医疗或工业应用，以及那些使用DC-DC转换器的应用。 共模抑制（CMR）衡量的是当共模信号存在时引起的差模信号。它对于那些使用差分输入的ADC来说尤为重要，因为差分输入本身具有抑制偶数阶失真的能力。虽然CMR可能不会在所有数据手册中被规定，但常见的CMR范围通常在50dB至80dB之间。 时钟压摆率决定了采样时刻的明确性，从而影响噪声性能。设计人员需调整设计，确保压摆率符合要求以避免过量噪声。孔径抖动，即内部时钟的不确定性，同样影响ADC的噪声性能。孔径延迟指采样信号应用与实际采样时刻之间的时间延迟，这一指标在精确采样时刻非常重要的应用中才显得重要。 转换时间是逐次逼近型转换器（SAR）特有的规格，指的是完成一次转换所需的时间，而转换延迟则适用于流水线式转换器，它反映了流水线内部数字级别的数目。转换时间与转换延迟密切相关，关系到整体转换效率。 唤醒时间是指在低功耗应用中，器件关闭后重新启动至输出稳定所需的时间。在高性能应用场景下，输出负载应当被降至最低，同时需要适当的去耦和优化布局，以降低电源上的压降。 在设计ADC应用时，除了关注上述技术规格外，还必须考虑输出驱动能力。对于CMOS输出的ADC来说，达到完全驱动能力并非最佳性能状态，实际应用中应尽可能降低输出负载。 在实际应用中，选择合适的ADC并非易事。除了性能指标，还需要考虑应用需求、成本、功耗以及如何最大化利用ADC的潜在能力。因此，参考ADI公司这样的权威资料，了解那些不被重视的技术规格，能够帮助我们做出更加明智的选择。

Σ-Δ型ADC（Sigma-Delta模数转换器）和DAC（数字模拟转换器）是一种利用过采样（oversampling）、噪声整形（noise shaping）、数字滤波（digital filtering）和抽取（decimation）技术的高性能模数和数模转换技术。它们广泛应用于高质量音频设备、仪器仪表等领域。 过采样是指比奈奎斯特频率更高的采样频率对模拟信号进行数字化。这种技术的应用可以降低对模拟抗混叠滤波器性能的要求。在Σ-Δ型ADC中，过采样使得信号在更高的采样频率下被采样，有效地将量化噪声从信号带宽内扩展到更高的频率区域，从而在后续的数字滤波过程中容易被滤除。而为了得到更高的信噪比，Σ-Δ型ADC中的量化噪声被整形到更高频率范围内，使得大部分噪声能量远离有用信号频段。 噪声整形是使用Σ-Δ调制器实现的，通过将1位量化器的输出反馈到调制器内部，形成一个反馈环路，控制量化噪声的频谱分布。Σ-Δ调制器通常包括一个积分器和一个比较器，以及一个反馈回路，使误差信号减小。调制器的噪声整形效果可以提高总信噪比，并且通过适当的数字滤波器可以消除大量量化噪声，从而改善ADC的动态范围。 数字滤波器在Σ-Δ型ADC中起到至关重要的作用，它可以去除过采样过程中产生的大部分量化噪声。由于噪声已经从有用信号带宽中整形到fS/2与kfS/2之间，数字滤波器可以在这个频段之外有效地滤除噪声。 抽取过程是降低Σ-Δ型ADC输出端的有效采样速率的过程。抽取器根据抽取因子降低数字输出的采样率，并且滤除采样过程中产生的镜像频率分量，使输出达到所需的采样频率。抽取过程与过采样相结合，可以使得最终信号的分辨率得到提升。 Σ-Δ架构在混合信号VLSI工艺中具有重要意义，因为它们允许实现高分辨率的ADC。随着1微米及更小的CMOS几何结构制造技术的成熟，Σ-Δ转换器能够更普遍地应用于混合信号集成电路中，如集成ADC、DAC和DSP功能的单芯片。Σ-Δ转换器本质上是过采样转换器，但由于它们也采用了噪声整形和数字滤波技术，因此可以实现比传统奈奎斯特采样架构更高的分辨率。 Σ-Δ型ADC使用分辨率极低（通常是1位）的ADC以极高采样率对模拟信号进行数字化处理，由于采用了过采样技术与噪声整形和数字滤波技术相结合，因此有效分辨率得以提高。通过抽取过程降低ADC输出端的有效采样速率，这样可以减少数据量并且在不影响信号质量的情况下减少计算负担。 Σ-Δ型ADC在实现高精度和高动态范围方面具有显著优势，尤其是在对微分和积分线性度要求极高的应用场景中。Σ-Δ型ADC的线性度很好，因而通常不需要像其他类型的ADC那样进行复杂校准和调整。Σ-Δ型ADC可以看作是同步电压频率转换器加计数器，通过对输出数据流中1的数量进行计数，以代表输入的数字值。 Σ-Δ调制器是Σ-Δ转换技术的核心组件，其设计复杂度极高。例如，一个五阶Σ-Δ调制器能够提供很好的噪声整形效果，但其设计和实现难度不小。Σ-Δ型ADC的实现对于模拟电路设计者来说是一项挑战，它需要精心设计的模拟部分和复杂的数字处理电路。 Σ-Δ型ADC和DAC利用过采样、噪声整形、数字滤波和抽取技术，可以实现高精度、高动态范围的模数和数模转换功能，尤其在音频和精密测量设备中有着广泛的应用前景。随着半导体技术的进步，预计Σ-Δ技术将被更广泛地应用在各种高科技电子设备中。

硬件平台：STM32F4系列 程序设计：基于STM32HAL库，UART DMA方式接收与发送，串口数据缓存使用lwrb（FIFO），接收与发送的数据实现零拷贝，为了单片机使用效率，可以参考。 测试验证：上位机向两个串口进行1ms定时发送1024字节，百万数据量收发正常

这段代码似乎是针对SGM58031芯片的ADC（模数转换器）功能进行了驱动程序的编写。这段代码包含了对三个ADC通道（IASGMADC、IBSGMADC和ICSGMADC）的初始化和读取功能。 通过I2C接口进行通信，初始化ADC的配置寄存器，并实现了从转换寄存器中读取ADC转换值的功能。 提供了设置控制初始化函数sgm_set_control_init()，用于初始化ADC的配置寄存器。 提供了分别读取三个通道ADC值的函数：i2c1_read_adc_value()、i2c2_read_adc_value()、i2c3_read_adc_value()。对于ADC转换值的处理使用了固定的电压范围（2.048V），需要根据具体应用场景进行调整。 这份代码提供了一种基本的方式来与SGM58031芯片的ADC功能进行交互，但仍需结合具体应用场景进行适当修改和完善。/* * sgm_adc.c * * Created on: Jul 30, 2023 * Author: 黎 */ #include "main.h" CCMRAM float I2C1_IASGMADC

STM32F407是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款基于ARM Cortex-M4内核的微控制器，广泛应用于嵌入式系统设计。在本项目中，我们关注的是其高级数字转换器（ADC）功能，特别是多通道数据采集与DMA（直接内存访问）传输的结合，以及如何通过ADC测量获取的信号来估算CPU温度的均值。 ADC在STM32F407中的作用是将模拟信号转化为数字信号，这对于实时监测物理参数如电压、电流或温度至关重要。STM32F407内置多个ADC通道，可以同时对多个输入源进行采样，提高数据采集的效率和精度。ADC配置包括选择通道、设置采样时间、分辨率和转换速率等参数。 多通道ADC采集意味着我们可以同时从不同的传感器读取数据，例如，一个系统可能包含多个温度传感器分布在不同位置以监测CPU和周边环境的温度。每个通道的配置都需要独立设置，并且可以按照预定义的顺序或者并行方式进行转换。 接下来，DMA在STM32F407中的应用是为了减少CPU负担，实现数据的自动传输。在ADC采集过程中，一旦转换完成，数据可以直接通过DMA控制器传输到内存，而无需CPU干预。这种方式提高了系统的实时性能，因为CPU可以专注于其他更重要的任务，而数据处理则在后台进行。 要计算CPU温度的均值，我们需要对来自多个温度传感器的数据进行平均。在STM32F407中，这可以通过在内存中累积所有ADC转换结果，然后除以传感器的数量来实现。为了确保计算的准确性，可能还需要考虑ADC转换误差和温度传感器本身的漂移。此外，如果ADC的结果是12位或16位，可能需要进行适当的位右移以获得浮点或整数均值。 为了实现这一功能，编程时应创建一个循环，该循环会触发ADC转换，等待转换完成，然后通过DMA将数据传送到内存缓冲区。在缓冲区填满后，可以进行平均计算，并更新CPU温度的均值。这个过程可能需要在中断服务程序中执行，以便在每次新的ADC转换完成后处理数据。 在实际项目中，还可能需要考虑以下几点： 1. **数据同步**：确保所有传感器在同一时刻或几乎同一时刻采样，以减少因采样时间差异导致的温度偏差。 2. **滤波**：应用低通滤波器或其他滤波算法以去除噪声，提高温度测量的稳定性。 3. **误差校正**：可能需要根据实际应用场景对ADC读数进行温度传感器的校准，以得到更准确的温度读数。 4. **电源管理**：考虑到功耗，合理安排ADC和DMA的唤醒与休眠模式，特别是在低功耗应用中。 通过以上分析，我们可以看到，STM32F407ADC多通道采集配合DMA传输是一种高效且实用的方法，用于嵌入式系统中获取和处理多个传感器的数据，尤其是当需要实时监控CPU温度时。在具体实施过程中，需要综合考虑硬件配置、软件编程以及误差处理等多个方面，以确保系统的可靠性和性能。

在本文中，我们将深入探讨C#上位机开发的关键技术，包括波形显示、串口通信和ADC（模拟数字转换）数据采集。这些是构建高效、功能丰富的工业控制或数据分析应用的基础。 让我们了解**波形显示**。在C#上位机开发中，波形显示通常涉及到实时数据可视化，这在科学实验、工程调试和医疗设备等领域非常常见。要实现波形显示，你需要使用图形库，如Windows Presentation Foundation (WPF) 或者 Windows Forms。WPF提供了丰富的图形绘制API，例如`System.Windows.Shapes`命名空间下的`Line`、`Polygon`和`Path`等元素，可以用来绘制连续的波形数据。同时，利用`InkCanvas`或者`DrawingContext`可以实现自定义绘图，以满足复杂波形的显示需求。为了实现实时更新，你可能需要使用线程或者任务来处理数据并刷新UI。 接下来，我们探讨**串口通信**，这是设备间通信的一种常见方式。在C#中，`System.IO.Ports`命名空间提供了`SerialPort`类，用于设置和管理串行端口。你可以通过配置波特率、校验位、停止位和数据位来初始化串口，并使用`DataReceived`事件监听接收到的数据。发送数据则通过调用`Write`方法完成。此外，为了实现可靠的数据传输，你需要理解并处理串口异常，以及正确关闭和释放串口资源。 我们来讨论**ADC采集**。ADC是将模拟信号转换为数字信号的硬件设备，广泛应用于传感器数据的读取。在C#上位机开发中，通常与嵌入式系统或硬件设备配合工作。ADC的数据采集通常涉及驱动程序的编写，这可能需要对接硬件厂商提供的API或者使用特定的库，如LabVIEW的DAQmx库。在获取到ADC数据后，C#应用程序可以进行进一步的处理，如滤波、计算和存储。考虑到实时性和效率，你可能需要使用异步编程模型，如`async/await`关键字，来避免阻塞主线程。 在实际项目中，你可能还会遇到以下挑战： 1. **数据缓存**：当串口或ADC数据量大时，可能需要设计合理的缓冲策略，以防止数据丢失。 2. **用户界面响应**：确保在处理大量数据时，UI仍能保持流畅响应。 3. **错误处理**：对可能出现的各种硬件故障和通信异常做好充分的错误处理。 4. **安全性和稳定性**：保证程序在长时间运行下的稳定性和安全性，避免崩溃或数据错误。 C#上位机开发结合了数据可视化、串行通信和硬件接口交互等多个方面，开发者需要具备扎实的编程基础和良好的问题解决能力。通过学习和实践，你可以创建出功能强大的上位机应用，满足各种复杂的工业控制和数据处理需求。

这几天一直在使用STM32来写sensorless BLDC的驱动框架，那么必须会用到TIM1的CCR1/CCR2/CCR3产生的六路互补PWM，以及用CCR4来产生一个中断，用来在PWM-ON的时候产生中断进行过零检测，以及相电流的检测等。 在STM32微控制器中，实现传感器无刷直流（BLDC）电机驱动的关键技术之一是高效地采集电机相电流和过零检测。本篇将详细阐述如何利用TIM1定时器生成6路ADC采样，并通过CCR4触发ADC1的注入通道进行采样。 TIM1是一个高级定时器，它具有丰富的功能，包括产生PWM脉冲、中断和事件触发。在BLDC驱动框架中，TIM1的CCR1、CCR2和CCR3通常用于生成六路互补PWM信号，以驱动电机的三相。互补PWM模式可以确保电机相位在正确的时刻开启和关闭，从而实现无刷控制。 要生成这6路PWM，我们首先需要配置TIM1的时间基（Time Base）。例如，我们可以设定TIM_TimeBaseStructure结构体，包括计数周期（TIM_Period）、预分频器（TIM_Prescaler）、计数模式（TIM_CounterMode_Up）、时钟分频因子（TIM_ClockDivision）和重复计数器（TIM_RepetitionCounter）。初始化TIM1后，再通过TIM_TimeBaseInit函数设置这些参数。 接着，为了支持死区时间和自动输出功能，我们需要对TIM1的BreakDeadTimeConfig（TIM_BDTRInitStructure）进行初始化。这涉及到开启死区时间（TIM_DeadTime）、断路状态（TIM_Break和TIM_BreakPolarity）以及自动输出使能（TIM_AutomaticOutput）等。 对于PWM通道的设置，例如OCR1A、OCR1B、OCR2A、OCR2B、OCR3A和OCR3B，我们需要使用TIM_OCInitStructure结构体，定义PWM模式（TIM_OCMode_PWM1）、输出状态（TIM_OutputState_Disable/Enable）、输出极性（TIM_OCPolarity_High/Low）以及其他相关参数，然后分别调用TIM_OC1Init、TIM_OC2Init和TIM_OC3Init等函数初始化各通道。 在PWM模式下，通过CCR4的比较匹配事件，可以触发ADC1的注入通道采样。注入通道是ADC的一个特性，允许在常规转换序列之外进行单独的采样和转换，通常用于实时监测特定事件。为了实现这个功能，我们需要配置ADC的注入通道和触发源。例如，设置ADC1注入通道的采样时间、序列位置和触发源为TIM1_CCR4的更新事件。完成这些设置后，当CCR4的值与定时器计数值匹配时，ADC1将开始采样。 在实际应用中，CCR4的中断可用于过零检测。当PWM波形的占空比达到0或100%时，CCR4会产生中断，此时可以通过中断服务程序进行过零检测和相电流的计算。此外，还可以配置DMA（直接内存访问）与ADC1配合，自动将采样结果传输到内存，减轻CPU负担，提高系统效率。 总结来说，通过STM32的TIM1定时器，我们可以生成6路互补PWM信号，用于驱动BLDC电机。同时，利用CCR4的中断触发ADC1的注入通道采样，实现过零检测和实时电流监控。这一配置对于构建高效、精准的无传感器BLDC驱动系统至关重要。

实验1 跑马灯实验 实验2 看门狗IWDG实验 实验3 按键输入 实验4 串口printf打印 实验5 串口Transmit打印 实验6 串口DMA收发 实验7 外部中断实验 实验8 RS485收发实验 实验9 时钟RTC DS1302实验 实验10 ADC实验 实验11 定时器timer2实验 实验12 SPI Flash读写实验

ADC 50 60 Hz 控干扰的抑制技术 许多工业设置需要抑制50 Hz和60 Hz干扰。本应用笔记介绍如何使用AD7708/AD7718、AD7709、AD7719、AD7782/AD7783 Σ-Δ型ADC实现这些频率的最佳抑制。 ### ADC 50 60 Hz 干扰抑制关键技术解析 #### 一、引言 在众多工业场景中，特别是那些需要使用高精度模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）进行数据采集的应用中，来自电力系统的50Hz和60Hz干扰常常成为一大难题。本文将详细介绍如何通过合理配置AD7708/AD7718、AD7709、AD7719、AD7782/AD7783等Σ-Δ型ADC来实现对这些频率的高效抑制。 #### 二、电力线路频率及其干扰 全球范围内的交流电频率主要分为两种标准：50Hz和60Hz。这些频率可能会通过电源变压器、无屏蔽电缆或电气设备辐射等方式对电信号造成干扰。除了基频干扰外，还可能存在其谐波成分，如100Hz、120Hz等，尽管这些谐波的强度通常低于基频。由于实际电网频率可能在50Hz或60Hz的基础上波动±1Hz，因此在使用高分辨率ADC测量低电平信号时，交流电干扰会成为一个严重的挑战。 #### 三、干扰抑制方法 ##### 1. 差分信号技术 若系统具备良好的共模抑制能力，则可以通过使用差分信号来抑制共模50Hz/60Hz干扰。然而，这种方法无法有效解决正常模式干扰问题。 ##### 2. 模拟滤波器 使用低通模拟滤波器是一种减少干扰的传统方法。为了有效地抑制50Hz和60Hz的干扰，滤波器通常需要有较低的截止频率和较高的阶次。但这不仅限制了可测量信号的带宽，而且高阶模拟滤波器的成本较高且占用较大的电路板空间。此外，模拟滤波器的截止频率容易受温度等因素的影响而发生变化。 ##### 3. 数字滤波器 数字滤波器作为替代方案，可以在特定的电力线路频率下实现优秀的抑制效果，并且可以同时衰减50Hz和60Hz的干扰，使得设备能够在不重新配置的情况下适用于不同的电网环境。设计数字滤波器时需考虑的关键参数包括：在50Hz±1Hz和60Hz±1Hz频率下的抑制效果、谐波抑制能力、滤波器建立时间以及滤波器的复杂度（这会影响功耗等其他因素）。例如，60dB的抑制效果足以将1mV的干扰电压衰减至1μV水平。 #### 四、Σ-Δ型ADC的特点及应用 Σ-Δ型ADC内置有数字滤波器，这是其架构中的关键组成部分之一。当正确配置后，该滤波器能够有效抑制电力线路频率的干扰，同时保持足够的带宽以测量输入信号。ADI公司的AD7708/AD7718、AD7709、AD7719、AD7782/AD7783等型号的ADC均采用了sinc3滤波器。 ##### 1. sinc3滤波器 - **滤波器响应**：sinc3滤波器的响应特性由滤波器的采样速率fS(通常是32.768kHz)和寄存器值SF决定。 - **滤波器特性**：sinc3滤波器具有较短的建立时间，使其在追求高速转换的同时也能保持低噪声性能。 - **滤波器配置**：sinc3滤波器响应仅能在斩波关闭模式下(ADMODE[7]=1)获得，如在AD7708/AD7718中。在该模式下，通道变化后的建立时间是转换间隔的三倍，以确保sinc3滤波器完全建立起来。 #### 五、结论 通过对Σ-Δ型ADC中的sinc3滤波器进行合理的配置，可以有效地抑制50Hz和60Hz的电力线路干扰。相较于传统的模拟滤波器，数字滤波器具有更高的灵活性和稳定性，能够更好地满足现代工业环境中对于高精度数据采集的需求。此外，通过选择合适的滤波器参数，可以在保持信号质量的同时降低系统成本并提高整体性能。

### RTC提交代码步骤详解 #### 一、RTC简介与应用场景 RTC（Rational Team Concert）是一款由IBM开发的协作软件平台，主要用于支持敏捷项目管理、持续交付和版本控制。它提供了一个集成的工作环境，帮助团队成员高效地进行软件开发、测试和部署。RTC通过其强大的功能集，在大型企业和组织中得到了广泛应用。 #### 二、RTC提交代码的基本流程 在深入探讨具体的提交步骤之前，我们先来了解一下RTC中代码提交的一般流程。这通常包括以下几个关键步骤： 1. **获取最新的源代码**：确保本地工作区与远程仓库同步。 2. **进行更改**：根据需求或任务描述修改代码。 3. **添加变更集**：将修改后的文件放入变更集中。 4. **提交变更集**：向远程仓库提交变更集，并附带相应的注释说明。 5. **审查与合并**：提交后，变更可能需要经过代码审查，然后才能被合并到主分支。 #### 三、具体提交步骤详解 接下来，我们将基于给定的部分内容，详细解释如何在RTC中提交代码。 1. **登录RTC界面**： - 打开浏览器，访问RTC的网址：`https://scm.int-bjrcb.com/ccm/`。 - 登录您的账户。如果未注册，请按照页面提示完成注册流程。 2. **准备提交**： - 在RTC界面中，找到您想要提交的代码变更。通常情况下，您需要先在本地环境中完成代码修改，并将其加入到变更集中。 - 确保所有必要的修改都已经完成，并且通过了本地测试。 3. **选择变更集**： - 在变更集列表中，双击颜色较深的变更集条目以选中它。这里提到的“颜色深”，通常是指已经准备好提交的变更集，它们会以更醒目的颜色显示。 - 如果您想要搜索特定的变更集，可以在搜索框中输入关键词（例如“赵鹏程”），以快速定位到相关的变更集。 4. **关联变更集**： - 在选中的变更集上右键点击，选择“浏览”或“查看”选项。 - 在弹出的窗口中，找到与您当前提交相关的变更集，如“赵鹏程”的变更集，然后点击“选择”或“确定”。 5. **填写提交信息**： - 在提交界面上，填写详细的提交信息，包括但不限于提交原因、修改内容等。 - 如果需要，可以添加更多的备注或者附件。 6. **保存并切换用户**： - 完成提交信息的填写后，点击“保存”按钮。 - 根据实际情况，您可能需要切换到其他用户身份进行后续操作。比如示例中的“切换”操作，可能是为了切换到用户“zhaopc”（赵鹏程）的身份继续操作。 7. **输入密码**： - 如果系统提示需要密码验证，则输入该用户的密码。例如，这里提供的密码是“090501”。 8. **最终提交**： - 点击“提交”按钮，完成代码提交过程。 - 如果提交成功，系统通常会给出相应的确认消息。 #### 四、注意事项 - 在提交代码前，请确保所有的修改都已经过充分测试，避免引入新的bug。 - 提交信息应尽可能详细，便于其他团队成员理解您的改动意图。 - 如果变更涉及到多个文件或模块，建议将它们归类到同一个变更集中，以简化审查流程。 - 在大型项目中，建议使用代码审查机制，以提高代码质量。 通过以上步骤，您可以顺利完成RTC中的代码提交过程。对于初次接触RTC的开发者来说，熟悉这些基本操作是非常重要的。希望本篇文章能帮助您更好地理解和掌握RTC的使用方法。