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ADC采集为什么有时候是0?

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发表于 2024-11-13 20:53:41 | 显示全部楼层
梁*** 发表于 2024-11-5 10:45
硬件设计自身缺陷会重复出现问题,而不会是偶尔出现。
出现读到0的几种情况:
1、ADC输入端对地没有接电 ...

你读最小值,是会重复出现的,把最小值设个值,过不久就有0来了,不存在输入端干扰问题,因为我并了47μ电容和104电容,并且从电源直接接个电阻分压到端口...你试试,之前用DIP16的15W系的没这个问题 ,做了好些板,不知道怎解决了,STC8G1K08A- sop8 和 最新的8H2K12U- sop8都一样有这问题

点评

我用各种型号的DAC做过很多东西,没有发现你说的读到0的情况。 好多控制器,如果ADC读到0,是会出大问题的,实际上我一次都没碰到过。  详情 回复 发表于 2024-11-13 22:42
用我们实验箱测试下,我们没发现  详情 回复 发表于 2024-11-13 21:32
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发表于 2024-11-13 21:32:12 | 显示全部楼层
pzeg*** 发表于 2024-11-13 20:53
你读最小值,是会重复出现的,把最小值设个值,过不久就有0来了,不存在输入端干扰问题,因为我并了47μ ...

用我们实验箱测试下,我们没发现,8G/8H 的 ADC 很稳,用的产品太多了
截图202411132134057062.jpg

截图202411132134312323.jpg

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发表于 2024-11-13 22:09:07 来自手机 | 显示全部楼层
参考电压有问题吧
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发表于 2024-11-13 22:42:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 梁工 于 2024-11-13 22:44 编辑
pzeg*** 发表于 2024-11-13 20:53
你读最小值,是会重复出现的,把最小值设个值,过不久就有0来了,不存在输入端干扰问题,因为我并了47μ ...

我用各种型号的DAC做过很多东西,没有发现你说的读到0的情况。
好多控制器,如果ADC读到0,是会出大问题的,实际上我一次都没碰到过。
输入脚高电压还能读到0的,基本都是软硬件不对导致的。如果能经常读到0,我们内测都过不了,更别说量产了。
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发表于 2024-11-13 23:13:17 | 显示全部楼层

前面提到老梁示波器读方波不存在数据跳动的说法,其实这个对比并不严谨。


因为如果只是在短时间内多次采样同一个ADC通道,ADC采样保持电容上的电压将始终与外部电压保持较低的压差,
即使输入不放置储能电容,也可以使每次ADC转换都不会产生和外部太大的误差或者跳动;


但如果存在切换ADC采样通道的情况,那么这一次采样后,ADC采样保持电容上的电压和这一次采样的输入电压就有可能存在不同,
此时ADC的采样保持电容就会对外部信号放电或者从外部抽取较多的电荷进行电压平衡,等效过来就是输入阻抗突然变小或者为负。

实际电路中的现象也是和这个原理符合的,当上一个ADC通道输入电压和这一次输入通道的电压存在较大压差,切换采样通道进行采样时,
就可以用示波器看到引脚上出现一个电压跌落或者抬升。
即使采样同一个通道,ADC采样间隔时间过长,ADC采样保持电容的电消耗完了,开始转换时也会对输入信号抽取较多的电流,从而形成电压跌落。
如果遇到这种情况,解决的办法只能是降低信号输入的阻抗(主要是交流阻抗,增加电容大小),或者是让ADC采样开关导通的时间变长(STC8系列可以单独设置),
我个人观察STC8系列一般ADC外部输入电容在1nF以下的话,采样开关导通时间大于15uS基本可以使内外部压差小于1LSB。

所以基于这个分析思路,这个问题大概有几种可能:
1,单片机ADC的引脚最近处没有放置足够有效的(如果接地回路阻抗太大也是无效的)储能电容,一般STC的单片机最少需要470pF;

2,ADC的采样保持时间过短,等效的输入阻抗变小,导致信号被拖垮;
3,ADC在切换这次通道的时候被上一通道的电压干扰到,导致ADC采样回来的电压存在跌落(可以观察一下出问题时候的采样通道时序);
可以用示波器测量这个引脚的电压波形,观察在采样时是否有太大的电压掉落,可以判断储能电容是否足够。


STC的ADC模块确实是性能很好的,无论是10位还是12位,都可以做到实打实的有效位数,前提当然是保证参考电压稳定和ADC引脚上电压波形的稳定。
即使是因为ADC输入采样保持电容导致的电压跌落,用示波器抓取波形时,看到跌落后的电压和ADC获得的电压也是基本一致的,
换言之就是ADC转换器本身是精度保证的,你给到ADC采样保持后是什么样的电压,ADC就可以读出什么样的电压。

我用STC做过多次项目,ADC这一块可以完全信任芯片,数据是可以不滤波的(只是针对输入的源数据),采一次的结果就直接用了,数据跳动都是正负1bit,没有出现异常的跳动,
可以做到每次采样都是有效的,因为有些项目上如果ADC有一次出错,程序都报错,现在观察下来并不存在这个问题。

点评

“如果存在切换ADC采样通道的情况,那么这一次采样后,ADC采样保持电容上的电压和这一次采样的输入电压就有可能存在不同” 设置合适的采样时间即可。内部采样500R+16pF,假设外部输入串联1K电阻,则RC时间理论值为2  详情 回复 发表于 2024-11-14 15:30
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发表于 2024-11-14 15:30:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 梁工 于 2024-11-14 15:32 编辑
rm5*** 发表于 2024-11-13 23:13
前面提到老梁示波器读方波不存在数据跳动的说法,其实这个对比并不严谨。

“如果存在切换ADC采样通道的情况,那么这一次采样后,ADC采样保持电容上的电压和这一次采样的输入电压就有可能存在不同”

设置合适的采样时间即可。内部采样500R+16pF,假设外部输入串联1K电阻,则RC时间理论值为24ns,如果采样时间为1us,已经是40倍(还可以设置更长的采样时间),足够充放电到输入电压了,就算有偏差,也不应该度到0(输入电压比较大时比如1V)。

我举例示波器读方波,是因为这种有输入补偿电容的情况,更容易出现容性信号而已。而一般的输入是RC滤波,就不会出现有输入补偿电容的情况,更不容易读到0.
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发表于 2024-11-14 16:38:13 | 显示全部楼层
梁*** 发表于 2024-11-14 15:30
“如果存在切换ADC采样通道的情况,那么这一次采样后,ADC采样保持电容上的电压和这一次采样的输入电压就 ...

这个是考虑外部输入阻抗非常低的情况,内部的RC才能这样估算。当外部输入阻抗大的时候,内部电容抽取电荷的瞬间外部电压就会下降得非常快。
下次我开一个帖子来详细描述这个现象。

点评

输入对地有一个电容,一般是1nF~100nF,只要采样率设计好,就会消除高输入电阻的影响,在别的贴子我也说明过。  详情 回复 发表于 2024-11-14 17:53
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发表于 2024-11-14 16:48:48 | 显示全部楼层
我的*** 发表于 2023-12-23 08:55
采样部分代码如下,请大神们帮忙看看是不是有问题,谢谢!

u16 read_ADC10value()  //读取ADC数值

    ADC_RES = 0;
    ADC_RESL = 0;
这两句是多余的
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发表于 2024-11-14 17:53:33 | 显示全部楼层
rm5*** 发表于 2024-11-14 16:38
这个是考虑外部输入阻抗非常低的情况,内部的RC才能这样估算。当外部输入阻抗大的时候,内部电容抽取电荷 ...

输入对地有一个电容,一般是1nF~100nF,只要采样率设计好,就会消除高输入电阻的影响,在别的贴子我也说明过。
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发表于 2024-11-16 16:47:05 | 显示全部楼层
梁*** 发表于 2024-11-13 22:42
我用各种型号的DAC做过很多东西,没有发现你说的读到0的情况。
好多控制器,如果ADC读到0,是会出大问题的 ...

重点是:使用SOP8 或DIP8  
使用8脚的就有这种现象 使用16脚的就没有
是不是设置上还要设置什么
试过STC8G1K08A SOP8 DIP8  和AI8h2K12U SOP8  都是一样

现在是P33脚直接接5V电源也是一样 不存在电路板设计或干扰问题

以下下是我的程序,在上面三个型号上都是一上电 几秒钟后得到0值
而用16脚的STC8G1K08A DIP16、DIP20   或STC8H8k64U_SOP16 和以前的15W系都没这个问题,希望在这里能得到解决...




/**************************************************
*实验项目:ADC转换显示
*MCU 配置:STC8G1K08A(DIP8/SOP8)  (1T 晶振11MHz)

**************************************************/
#include <REG51.H>     //定义头文件 包含端口及各种特殊寄存器
sfr P4=0xC0;           //端口4
sfr P5=0xC8;           //端口5
#include <INTRINS.H>   //包含内部函数 _nop_();空函数需要


//--------------- 定义端口功能 ----------------------
sbit SB0=P3^2;    //功能按键

sbit LED=P5^5;    //状态灯
sbit KA0=P5^4;    //继电器

sbit SDA_1637=P3^1;    //数据DIO
sbit SCL_1637=P3^0;    //时钟CLK

bit Mzh=0;   //转换显示

unsigned int DDadc;         //读取模拟量 存放电流量值
unsigned int DDmax=0, DDmin=1000; //用于存放最大和最小值

//----------------   端口初始化设置   --------------------------

sfr P0M1  = 0x93; //设置P0 端口模式寄存器
sfr P0M0  = 0x94; //
sfr P1M1  = 0x91; //设置P1 端口模式寄存器
sfr P1M0  = 0x92; //
sfr P2M1  = 0x95; //设置P2 端口模式寄存器
sfr P2M0  = 0x96; //
sfr P3M1  = 0xB1; //设置P3 端口模式寄存器
sfr P3M0  = 0xB2; //
sfr P4M1  = 0xB3; //设置P4 端口模式寄存器
sfr P4M0  = 0xB4; //
sfr P5M1  = 0xC9; //设置P5 端口模式寄存器
sfr P5M0  = 0xCA; //

/*===================================
STC8系端口初始化
====================================*/
void Port_Init(void) //端口初始化
{
P0M1 = 0x00; //0000 0000 设置P0全部为准双向模式
P0M0 = 0x00; //0000 0000

P1M1 = 0x00; //0000 0000 设置P1全部为准双向模式
P1M0 = 0x00; //0000 0000

P2M1 = 0x00; //0000 0000 设置P2全部为准双向模式
P2M0 = 0x00; //0000 0000

P3M1 = 0x08; //0000 1000 设置P3.3为高阻输入模式(读取模拟量)
P3M0 = 0x00; //0000 0000

P4M1 = 0x00; //0000 0000 设置P4全部为准双向模式
P4M0 = 0x00; //0000 0000

P5M1 = 0x00; //0000 0000 设置P5全部为准双向模式
P5M0 = 0x00; //0000 0000
}


//---------------------------------   程序开始   ---------------------------------//

//--------------------------------------------------------------------------------//

/*===================================
1毫秒延时函数(1T 晶振12MHz)
====================================*/
void Delay1ms(unsigned char x)       
{
unsigned char a,b;
for(;x>0;x--)
  for(b=222;b>0;b--)
   for(a=12;a>0;a--);
}//. . . . . . . . . . . . . . . . . .

//--------------------------------- 链接外部模块 ---------------------------------
//#include <EEPROM8.H> //包含IAPReadByte();IAPEraseSector();IAPWriteByte(,);
//#include <IIC_OLED12864.H>//显示模块 包含显示函数; OLED_Init();    //OLED初始化
//#include <MAX7219.H> //显示模块 包含显示函数display(H,L); Initial_MAX7219();//显示初始化
  #include <TM1637.H>  //包含display(x);Init_TM1637(); //TM1637初始化
//--------------------------------------------------------------------------------


//++++++++++++++++++++++++++++++++  ADC读取程序操作  ++++++++++++++++++++++++++++++++//
#define rAD0  GetADCResult(3)  //读取模拟量 设定为P1^3脚 ***修改要把该端口设成高阻模式

/*-------------STC8H系列 与ADC相关地址声明----------*/
sfr ADC_CONTR = 0xBC;  //控制寄存器
sfr ADC_RES   = 0xBD;  //转换结果高位寄存器
sfr ADC_RESL  = 0xBE;  //转换结果低位寄存器
sfr ADCCFG    = 0xDE;  //配置寄存器:设置转换结果保存格式和转换速度寄存器

#define ADCTIM  (*(unsigned char volatile xdata *)0xFEA8) //ADC时序控制寄存器

/*-------设定ADC_CONTR寄存器的操作常量---------*/
#define ADC_POWER   0x80  //1000 0000 ADC电源控制位   
#define ADC_START   0x40  //0100 0000 ADC启动转换控制位
#define ADC_FLAG    0x20  //0010 0000 ADC转换结束标志位

/*-------设定ADCCFG寄存器的操作常量---------*/
#define RESFMT   0x20

#define SPEED16  0x0F

/*----------------------------
Initial ADC sfr 寄存器初始化
----------------------------*/
void InitADC() //ADC初始化
{
ADCTIM = 0x3F;              //设置ADC内部时序
ADCCFG = RESFMT | SPEED16;  //设置对齐方式为高4位低8位 、时钟为系统时钟/2/16
}//. . . . . . . . . . . . . . . . . .

/*----------------------------
Get ADC result 模数转换
----------------------------*/
unsigned int GetADCResult(unsigned char ch)
{
unsigned int Temp = 0;

ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_START | ch ;
_nop_();  //查询前等待
_nop_();   
while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));          //等待FLAG为1即等待转换完成
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;                   //清FLAG为0

Temp=ADC_RES*256+ADC_RESL;
  
return Temp;              //返回 ADC结果
}//. . . . . . . . . . . . . . . . . .
//++++++++++++++++++++++++++++++ AD模块操作结束 ++++++++++++++++++++++++++++++//

/*===================================
主函数 --- 程序执行入口=== >>>>>>>>
====================================*/
void main()
{
Port_Init();   //端口初始化
InitADC();     //ADC寄存器初始化
Init_TM1637(); //TM1637初始化
while (1)
{
  DDadc=rAD0;

  if(DDadc > DDmax) DDmax=DDadc; //获取最大值
  if(DDadc < DDmin) DDmin=DDadc; //获取最小值


  if(SB0==0){Mzh=~Mzh; DDmin=1000; while(SB0==0); Delay1ms(200);}

  if(Mzh==0)display(DDmin);else display(DDadc); //显示ADC结果
}
}//. . . . . . . . . . . . . . . . . .

//------------------------------ END ------------------------------


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