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2018年10月08日 | STM32ADC采样时间、采样周期、采样频率计算方法
2018-10-08 来源：eefocus
ADC转换就是输入模拟的信号量，单片机转换成数字量。读取数字量必须等转换完成后，完成一个通道的读取叫做采样周期。采样周期一般来说=转换时间+读取时间
。而转换时间=采样时间+12.5个时钟周期。采样时间是你通过寄存器告诉STM32采样模拟量的时间，设置越长越精确
一 STM32 ADC采样频率的确定
1. ：先看一些资料，确定一下ADC的时钟：
(1)，由时钟控制器提供的ADCCLK时钟和PCLK2(APB2时钟)同步。CLK控制器为ADC时钟提供一个专用的可编程预分频器。
(2) 一般情况下在程序 中将 PCLK2 时钟设为 与系统时钟 相同
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
(3)在时钟配置寄存器(RCC_CFGR) 中 有 为ADC时钟提供一个专用的可编程预分器
位15:14 ADCPRE：ADC预分频
由软件设置来确定ADC时钟频率
00：PCLK2 2分频后作为ADC时钟
01：PCLK2 4分频后作为ADC时钟
10：PCLK2 6分频后作为ADC时钟
11：PCLK2 8分频后作为ADC时钟
我们可对其进行设置 例如：
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);
另外 还有 ADC 时钟使能设置
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_ADC2 |
RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
(4)16.7 可编程的通道采样时间
ADC 使用若干个ADC_CLK 周期对输入电压采样，采样周期数目可以通过ADC_SMPR1和ADC_SMPR2寄存器中的SMP[2:0]位而更改。每个通道可以以不同的时间采样。
总转换时间如下计算：
TCONV(转换时间) = 采样时间+ 12.5 个周期
例如：
当ADCCLK=14MHz 和 1.5周期的采样时间：
TCONV = 1.5 + 12.5 = 14周期= 1μs
SMPx[2:0]：选择通道x的采样时间
这些位用于独立地选择每个通道的采样时间。在采样周期中通道选择位必须保持不变。
000：1.5周期100：41.5周期
001：7.5周期101：55.5周期
010：13.5周期110：71.5周期
011：28.5周期111：239.5周期
注：
– ADC1的模拟输入通道16和通道17在芯片内部分别连到了温度传感器和VREFINT。
– ADC2的模拟输入通道16和通道17在芯片内部连到了VSS。
2. 具体分析如下：
(1)我们的输入信号是50Hz (周期为20ms)，初步定为1周期200个采样点，(注：一周期最少采20个点，即采样率最少为1k) ，每2个 采样点间隔为 20ms /200 = 100 us
ADC可编程的通道采样时间 我们选最小的 1.5 周期，则 ADC采样周期一周期大小为
100us /1.5=66us 。 ADC 时钟频率为 1/66us =15 KHz。
ADC可编程的通道采样时间 我们选71.5 周期，则 ADC采样周期一周期大小为
(100us /71.5) 。 ADC 时钟频率为 7.15MHz。
(2)接下来我们要确定系统时钟：我们 用的是 8M Hz 的外部晶振做时钟源(HSE)，估计得 经过 PLL倍频 PLL 倍频系数分别为2的整数倍，最大72 MHz。为了 提高数据 计算效率，我们把系统时钟定为72MHz，(PLL 9倍频)。则PCLK2=72MHz,PCLK1=36MHz;
我们通过设置时钟配置寄存器(RCC_CFGR) 中 有 为ADC时钟提供一个专用的可编程预分器，将PCLK2 8 分频后作为ADC 的时钟，则可知ADC 时钟频率为 9MHz
从手册可知： ADC 转换时间：
STM32F103xx增强型产品：ADC时钟为56MHz时为1μs(ADC时钟为72MHz为1.17μs)
(3)由以上分析可知：不太对应，我们重新对以上中 内容调整，提出如下两套方案：
方案一：我们的输入信号是50Hz (周期为20ms)，初步定为1周期2500个采样点，(注：一周期最少采20个点，即采样率最少为1k) ，每2个 采样点间隔为 20ms /2500 = 8 us
ADC可编程的通道采样时间 我们选71.5周期，则 ADC采样周期一周期大小为
8us /71.5 。 ADC时钟频率约为 9 MHz。
将PCLK2 8 分频后作为ADC 的时钟，则可知ADC 时钟频率为 9MHz
方案二：我们的输入信号是50Hz (周期为20ms)，初步定为1周期1000个采样点，(注：一周期最少采20个点，即采样率最少为1k) ，每2个 采样点间隔为 20ms /1000= 20 us
ADC可编程的通道采样时间 我们选239.5周期，则 ADC采样周期一周期大小为
20us /239.5 。 ADC时钟频率约为 12 MHz。
将PCLK2 6 分频后作为ADC 的时钟，则可知ADC 时钟频率为 12MHz
史海拾趣
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