STM32 ADC采样率如何计算

怼烎@ 2023-06-13 09:42 9阅读 0赞

第一：前言

用STM32 采集数据必须依据信号源设置采样频率。根据奈奎斯特定律，采样率必须是信号源最大频率的2倍以上，但是在实际的需求当中，采样率应该是Fs>3Fmax .

采样周期=转换时间+读取时间 .

转换时间=采样时间+12个时钟周期（STM32F4）或者  转换时间=采样时间+12.5个时钟周期（STM32F1）

采样时间是STM32采集模拟量的时间，采集的时间越长越精。对于每个要转换的通道，采样时间建议尽量长一点，以获得较高的准确度，但是这样会降低ADC的转换速率。

第二：方法

以STM32F407ZGT6为例, AHB 域的最大频率为168MHz。高速 APB2 域的最大允许频率为168MHz。低速 APB1 域的最大允许频 率为 42 MHz。

/** 
      * @brief   ADC Common Init structure definition  
      */ 
    typedef struct 
    {
      uint32_t ADC_Mode;                      /*!< Configures the ADC to operate in 
                                                   independent or multi mode. 
                                                   This parameter can be a value of @ref ADC_Common_mode */                                              
      uint32_t ADC_Prescaler;                 /*!< Select the frequency of the clock 
                                                   to the ADC. The clock is common for all the ADCs.
                                                   This parameter can be a value of @ref ADC_Prescaler */
      uint32_t ADC_DMAAccessMode;             /*!< Configures the Direct memory access 
                                                  mode for multi ADC mode.
                                                   This parameter can be a value of 
                                                   @ref ADC_Direct_memory_access_mode_for_multi_mode */
      uint32_t ADC_TwoSamplingDelay;          /*!< Configures the Delay between 2 sampling phases.
                                                   This parameter can be a value of 
                                                   @ref ADC_delay_between_2_sampling_phases */
      
    }ADC_CommonInitTypeDef;

ADC\_Prescaler : 设置ADC 的时钟频率，一共有4个选项，2分频，4分频和8分频。

#define ADC_Prescaler_Div2                         ((uint32_t)0x00000000)
    #define ADC_Prescaler_Div4                         ((uint32_t)0x00010000)
    #define ADC_Prescaler_Div6                         ((uint32_t)0x00020000)
    #define ADC_Prescaler_Div8                         ((uint32_t)0x00030000)

因此我们需要找到被分频的时钟频率是多少？ 来自于时钟树的APB2（高速总线），APB1(低速总线)  。

APB2负责AD，I/O，高级TIM，串口1。APB1负责DA，USB，SPI，I2C，CAN，串口2345，普通TIM

#define RCC_APB2Periph_ADC               ((uint32_t)0x00000100)
    #define RCC_APB2Periph_ADC1              ((uint32_t)0x00000100)
    #define RCC_APB2Periph_ADC2              ((uint32_t)0x00000200)
    #define RCC_APB2Periph_ADC3              ((uint32_t)0x00000400)
    	
    
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );//采样时间

采样时间是很重要的指标：

#define ADC_SampleTime_3Cycles                    ((uint8_t)0x00)
    #define ADC_SampleTime_15Cycles                   ((uint8_t)0x01)
    #define ADC_SampleTime_28Cycles                   ((uint8_t)0x02)
    #define ADC_SampleTime_56Cycles                   ((uint8_t)0x03)
    #define ADC_SampleTime_84Cycles                   ((uint8_t)0x04)
    #define ADC_SampleTime_112Cycles                  ((uint8_t)0x05)
    #define ADC_SampleTime_144Cycles                  ((uint8_t)0x06)
    #define ADC_SampleTime_480Cycles                  ((uint8_t)0x07)
    #define IS_ADC_SAMPLE_TIME(TIME) (((TIME) == ADC_SampleTime_3Cycles) || \
                                      ((TIME) == ADC_SampleTime_15Cycles) || \
                                      ((TIME) == ADC_SampleTime_28Cycles) || \
                                      ((TIME) == ADC_SampleTime_56Cycles) || \
                                      ((TIME) == ADC_SampleTime_84Cycles) || \
                                      ((TIME) == ADC_SampleTime_112Cycles) || \
                                      ((TIME) == ADC_SampleTime_144Cycles) || \
                                      ((TIME) == ADC_SampleTime_480Cycles))

对于STM32F407  主频时钟是168Mhz

ADC 采样率最高的是时钟是：最大采样率： 168/((12+3)\*(2\*2))=2.8Mhz

最小采样率： 168((12+480)\*(2\*8))=21341Hz

总结12 是不变的，480 和3 是变化的，2 是不变的属于APB2 时钟，但是 DIV8 和DIV2  是可变的。

参考：[http://news.eeworld.com.cn/mcu/article\_2016101230376.html][http_news.eeworld.com.cn_mcu_article_2016101230376.html]

[https://blog.csdn.net/Cowena/article/details/50389652][https_blog.csdn.net_Cowena_article_details_50389652]

[http_news.eeworld.com.cn_mcu_article_2016101230376.html]: http://news.eeworld.com.cn/mcu/article_2016101230376.html
[https_blog.csdn.net_Cowena_article_details_50389652]: https://blog.csdn.net/Cowena/article/details/50389652