デジタルシグマ型ADC読込

今回はデルタシグマ型ADC(SDADC)について紹介させて頂きます。

デルタシグマ型ADC(SDADC)は、

一般的な内臓の逐次比較型に比べ、

変換速度は遅いものの、ノイズが少なく、高分解能にAD変換できる特徴があります。

・デルタシグマ型ADC(SDADC)

16bit

16.6 ksps @マルチチャンネル変換

50 ksps @1チャンネル変換

差動信号入力可

・逐次比較型ADC

12bit

最大1Msps

シングル信号のみ

今回はSTM32F373に内臓のSDADCを使用してみました。

HALライブラリで公開されているサンプルは1chのみですが、

2ch読み込みを実験してみました。

環境はSDADC内臓の373シリーズ

・STM32F373CC

　+SW4STM32(System Workbench for STM32)

　+STM32CubeMX(HAL ライブラリ、F3 ver. 1.60)

です。

◆CubeMXの設定としては、

PB1→SDADC1_AIN5P

PB2→SDADC1_AIN4P

CubeMXで自動生成される初期化関数は下記の通りです。

static void MX_SDADC1_Init(void)
{

  SDADC_ConfParamTypeDef ConfParamStruct;

  hsdadc1.Instance = SDADC1;
  hsdadc1.Init.IdleLowPowerMode = SDADC_LOWPOWER_NONE;
  hsdadc1.Init.FastConversionMode = SDADC_FAST_CONV_DISABLE;
  hsdadc1.Init.SlowClockMode = SDADC_SLOW_CLOCK_DISABLE;
  hsdadc1.Init.ReferenceVoltage = SDADC_VREF_VDDA;
  if (HAL_SDADC_Init(&hsdadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }


  ConfParamStruct.InputMode = SDADC_INPUT_MODE_SE_ZERO_REFERENCE;
  ConfParamStruct.Gain = SDADC_GAIN_1;
  ConfParamStruct.CommonMode = SDADC_COMMON_MODE_VSSA;
  ConfParamStruct.Offset = 0;
  if (HAL_SDADC_PrepareChannelConfig(&hsdadc1,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　SDADC_CONF_INDEX_0,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　&ConfParamStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  if (HAL_SDADC_PrepareChannelConfig(&hsdadc1,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　SDADC_CONF_INDEX_1,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　&ConfParamStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

◆割り込み関数

追加する割り込み処理として下記の関数を追加します。

void HAL_SDADC_InjectedConvCpltCallback(SDADC_HandleTypeDef *hsdadc)
{
     int16_t tmp=HAL_SDADC_InjectedGetValue(hsdadc,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(uint32_t *) &Channel);
    if(Channel==5)InjectedConvData=tmp;　　　　　　　//PB1
    else if(Channel==4)InjectedConvData2=tmp;　　//PB2
}

◆define例として

#define SDADC_RESOL           (uint32_t) 65535
#define SDADC_INIT_TIMEOUT    30
#define SDADC_CAL_TIMEOUT     4*30720
#define SDADC_VREF2            (float) 3.300
#define SDADC_GAIN            (uint32_t) 1 

◆グローバル変数

 float inputVoltage = 0;
 int16_t ConvData = 0;
 uint32_t Channel = 0;

 float inputVoltage2 = 0;
 int16_t ConvData2 = 0;
 uint32_t Channel2 = 1;

mainコード内の例として、

MX_SDADC1_Init();

初期化実行後、詳細設定とキャリブレーション、割り込み開始を実行します。

if (HAL_SDADC_AssociateChannelConfig(&hsdadc1,

　　　　　　　　　　　　　　　　SDADC_CHANNEL_4|SDADC_CHANNEL_5,

　　　　　　　　　　　　　　　　SDADC_CONF_INDEX_0) != HAL_OK)
       {
                  printf("ERROR:  HAL_SDADC_AssociateChannelConfig");
       }

   
       if (HAL_SDADC_InjectedConfigChannel(&hsdadc1,

　　　　　　　　　　　　　　　SDADC_CHANNEL_4|SDADC_CHANNEL_5,

　　　　　　　　　　　　　　　SDADC_CONTINUOUS_CONV_ON) != HAL_OK)
       {
                printf("ERROR:  HAL_SDADC_InjectedConfigChannel");
       }


      if (HAL_SDADC_SelectInjectedTrigger(&hsdadc1,

　　　　　　　　　　　　　　SDADC_SOFTWARE_TRIGGER) != HAL_OK)
    {
           　　　printf("ERROR:  HAL_SDADC_SelectInjectedTrigger");
    }

  
    if (HAL_SDADC_CalibrationStart(&hsdadc1,

　　　　　　　　　　　　　　SDADC_CALIBRATION_SEQ_2) != HAL_OK)
    {
              printf("ERROR:  HAL_SDADC_CalibrationStart");
    }

  
    if (HAL_SDADC_PollForCalibEvent(&hsdadc1,

　　　　　　　　　　　　　　HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK)
    {
           printf("ERROR:  HAL_SDADC_PollForCalibEvent");
    }

 
    if (HAL_SDADC_InjectedStart_IT(&hsdadc1) != HAL_OK)
    {
         printf("ERROR:  HAL_SDADC_InjectedStart_IT");
    }

while関数内では

 inputVoltage = (((ConvData + 32768) * SDADC_VREF2)

　　　　　　　　　　　　　　/ (SDADC_GAIN * SDADC_RESOL));
 inputVoltage2 = (((ConvData2 + 32768) * SDADC_VREF2)

　　　　　　　　　　　　　　/ (SDADC_GAIN * SDADC_RESOL));

 printf("SDADC PB1:%d %1.3f, PB2:%d %1.3f\n\r",

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ConvData,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　inputVoltage,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ConvData2,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　inputVoltage2);
 HAL_Delay(300);

可変抵抗をつけて実際に読み込んでみました。

確かに値は安定して変化しているようです。

今回は差動入力でなく、シングル入力ですが、

値としては差動として読み込まれるようで、

0V入力で-32768、3.3入力で32768となりました。

温度計など大きく値がぶれない処理によいと思います。