联盛德W806-KIT开发板试用评测系列
之二：ADC 功能使用与测试
作者：大信<QQ8125036>
今天着手对W806开发板ADC功能做测试，都知道ADC在物联网应用场景中常需要用到的一个重要技术。W806手册说这款芯片支持片内ADC，介绍是这样的：
片内集成 4 路 16 比特 ADC，最高采样率 1KHz。ADC基于Sigma-Delta ADC 的采集模块，完成最多 4 路模拟信号的采集，采样率通过外部输入时钟控制，可采集输入电压，也可采集芯片温度，支持输入校准和温度补偿校准。
其管脚定义如下：
管脚 IO口名称 功能 上下拉能力
19 PA_1 ADC_1 UP/DOWN
20 PA_2 ADC_4 UP/DOWN
21 PA_3 ADC_3 UP/DOWN
22 PA_4 ADC_2 UP/DOWN
电路设计参考如下：
芯片 19~21 脚可以作为普通 ADC 使用，输入电压范围 0~2.4V。当高于 2.4V 时外部需做分压处理后才 可进入 ADC 接口。为提高精度，R1 和 R2 需使用高精度电阻。根据 Sensor 输出电压值选择合适的 R1，R2 电阻值分压。如图 3-3 所示。
图 1 ADC 分压电路设计参考
这在很多MCU里还是少见的，不禁心生喜欢，马上动手来测试一下，看看芯片集成的ADC功能性能如何。
从项目工程DEMO目录下，找到adc目录，在Sky-CDK的项目视图里加入该工程，工程代码如下：
#include <stdio.h>
#include "wm_hal.h"
void Error_Handler(void);
static void ADC_Init(void);
ADC_HandleTypeDef hadc;
int main(void)
{
int value;
SystemClock_Config(CPU_CLK_160M);
printf("enter main\r\n");
ADC_Init();
while (1) {
value = HAL_ADC_GET_INPUT_VOLTAGE(&hadc);
//hadc.offset=-1;
printf("value = %dmv\r\n", value);
HAL_Delay(500);
}
}
static void ADC_Init(void){
hadc.Instance = ADC;
hadc.Init.channel = ADC_CHANNEL_0;
hadc.Init.freq = 1000;
if (HAL_ADC_Init(&hadc) != HAL_OK) {
Error_Handler();
}
}
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){
}
void Error_Handler(void){
while (1)
{}
}
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line);
}
代码总体非常简单明了。设置完芯片主屏后，直接初始化ADC，然后进入循环，读取ADC的输出数值，其中ADC的各函数句柄结构如下：
typedef struct __ADC_HandleTypeDef{
ADC_TypeDef *Instance;
ADC_InitTypeDef Init;
HAL_LockTypeDef Lock;
int offset;
}ADC_HandleTypeDef;
编译后，烧写fls文件到开发板里。然后板上连接如下图的连线，第一次将PA1直接接入地，此时ADC1输入电压应该为0.
图 2 ADC 测试接线图一
从串口收到实际的数据，如下：
图 3 ADC 测试PA1直接接地时输出的数值
可见数据基本上稳定在 -64mv，其中有个别数据出现偏差，不是因为ADC稳定性的问题，而是因为硬件接线，是把导线直接插而不是焊接在开发板的接口孔里，接触不稳定造成。
这里吐槽一下，既然提供开发板为何不附带送一下排针，排针不焊接可以理解，但是没有排针导致无法插入杜邦线使用，手边又没有排针，还不得不另外网购排针去。而购买排针的邮费又可以购买一块W806开发板了，晕！。
这个偏差测试几次后，它的读数基本是固定的值，那么就可以把它看成是初始的偏差，在后面的测量种进行修正即可，即测量的值减去这哥偏差。期间在几块W806都测试一下初始偏差值，发现不同的板子并不一样，初始偏差分别 -60mv ~ +50mv左右。
在测试完对地的初始偏差后，可以测量目标电压，这里拿一节新的5号电池做测试，电池正极接PA1，负极接板上的GND。此时可以从串口得到如下的数据：
图 4 ADC 测试PA1接5号电池时输出的数值
测试该电池直接读数为： 1576mv，根据前面的修正方法，减去初始偏差 -64mv.得到被测电压为：1576-(-64)=1640mv.
为做对比，使用三位半精度数字万用表电压档测试该5号电池，读数为1609mv。则可以算出，以此万用表为基准的误差率:
(1640-1609)/1609 x100% = 1.9%
图 5 使用万用表测量5号电池的数值
总结，本次简单的测试，初步的测试W806的ADC的电压测量效果，比较精确。因为没有精密调压电压，没有对个点的电压测量。但其它网友对其线性度进行过测量，并绘制了拟合线，从测量误差标准方差分析，其误差小于<5%。同时本次测试也没有对温漂进行测试，以及高频采样下的ADC的精度情况。但从一般的消费领域的应用场景来看，已经可以满足需求。