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关于LM4F232H5QD的ADC采样时将采样端电位拉低的问题

Benjamin Liu1
Prodigy 50 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3S8962

大家好：
        我使用的是TI官方的EK-LM4F232H5QD评估板，遇到了以下问题。

        我自己用万用板焊接了一个ADC采样电压反馈电路，在输入端输入一定的电压，在输出端就会输出与之对应的电压值。
        其中LM4F232的引脚PE3（AIN0）外接采样电路的输出端进行AD采样测试，且采样电路的模拟地接到LM4F232板子的GND引脚。
        系统时钟配置时使用了PLL，晶振为16MHz，ADC采样率为125KSps，单端采样，使用的是内部参考电压。


        如果我不用导线将ADC采样电压反馈电路的输出端连接到LM4F232的PE3/AIN0引脚，用万用表测得输出端的电压大小为2.8V；如果我用导线连接到LM4F232的PE3/AIN0引脚，用万用表测得输出端的电压大小降为0.4V，而且从OLED显示的信息来看，ADC采样电压确实是在0.4V左右。
        如果我将LM4F232H5QD的板子换成LM3S8962的板子，就不会出现ADC采样时将采样端电位拉低的现象。
        请问，我接上ADC的采样管脚后，为什么会发生电位拉低的现象?难道是LM4F232板子的ADC内部有拉低电阻？或者M4和M3的内部ADC电路不一样？
        有哪位工程师碰过这种情况的，烦请指点一下，谢谢！
  • 0
    TI__Expert 5850 points

    楼主用的是TI的DEMO程序吗？

    换个引脚试试看？

  • 0 回复 Richard Ma
    Prodigy 50 points

    Hello,Richard:

          首先感谢您的回复，我看了一下LM4F232H5QD的电路原理图，原来管脚PE3/AIN0，PE,2/AIN1，PE1/AIN2，PE0/AIN3都外接了一个电压跟随器TLV2374PW、一个0欧姆的电阻、一个18欧姆的电阻。如果直接通过接线方式接到这几个管脚上，那么AD输入模拟量不但会进入到芯片的AD转换器，还会构成另外一个回路，从而将电位拉低。

        我将AD采样的管脚改为PD7/AIN4，PD6/AIN5，PD5/AIN6，仍然是多通道采样，单端模式，参考电压选择为外部参考电压3V。这次，我在一个电位器两端加上一个3V的电压（3V由LM4F232板子供给，模拟地已经接回板子了），然后将电位器中间的脚用线接到PD7/AIN4，从OLED显示的信息来看，如果旋转电位器，采样电压在0--3V之间变化。

        但是，这次新的问题又出现了，就是我只是在PD7/AIN4外接一个电位器的脚，按理来说，管脚PD6/AIN5和PD5/AIN6都没有AD输入，采样值应该是0。实际上，采样值不是0。如果管脚PD7/AIN4的采样值为2786mV（用万用表测量是2793mV），则OLED显示：管脚PD6/AIN5的采样值为1000多mV，PD5/AIN6的采样值为400多mV。用万用表测量管脚PD6/AIN5时，则PD6/AIN5的电压值马上降为200多mV。用万用表测量管脚PD5/AIN6时，管脚PD5/AIN6的电压值也是马上降为200多mV。

        我就不明白，为什么管脚PD6/AIN5和PD5/AIN6都没有AD输入时，采样值不是0。同时，用万用表测量管脚PD6/AIN5和PD5/AIN6，对采样值会有影响？还请指教一下，谢谢！！！

  • 0 回复 Benjamin Liu1
    TI__Expert 5850 points

    输入端要接地或者有确定的输入源，如果什么都不接，电压是浮动的所以采样值是随机值。如果接地时候，应该在0附近，因为会有零漂，但可以软件补偿。

    PD6不接时也有同样问题，可能会受到空间辐射的影响产生随机值。万用表接在上面时，相当于在两点间接了个很大的电阻到地，这时候电压会固定下来

  • 0 回复 Richard Ma
    Prodigy 50 points

    Richard，非常感谢你的回复！Good  luck!

  • 0 回复 Richard Ma
    Prodigy 60 points

    在EK-LM4F120XL Launchpad中，

    我分别用

    AIN0(PE3口）采样1.3V电压

    AIN1(PE2口）采样0.65V电压，

    AIN8(PE5口）采样1.95V电压，

    AIN9(PE4口）采样2.6V电压，

    假如以3.0V作为参考电压，那么在数据寄存器中采样结果应该是：

    1775，对应1.3V电压

    888，对应采样0.65V电压，

    2659，对应采样1.95V电压，

    3563，对应采样2.6V电压，

    但是实际结果是：

    AIN0：1645，根据1.3*4096/1645=3.23，参考电压为3.23V，

    AIN1：1005，根据0.65*4096/1005=2.65，参考电压为2.65V，

    AIN8：2175，根据1.95*4096/2175=3.76，参考电压为3.67V，

    AIN9：2765，根据2.61*4096/2765=3.87，参考电压为3.87V，

    如上，每次的结果都不一样。这是为什么呢？（如果参考电压假定为3.3V，结果也是类似的）

    我的源程序如下（采样时只要修改相应的端口就可以了）：


    #include"inc/hw_ints.h"
    #include"inc/hw_types.h"
    #include"inc/hw_memmap.h"

    #include"driverlib/sysctl.h"
    #include"driverlib/interrupt.h"
    #include"driverlib/adc.h"
    #include"driverlib/gpio.h"


    unsigned char adc_endflag=0;


    void enable_adc_pin()
    {

    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOE);
    GPIOPinTypeADC(GPIO_PORTE_BASE,GPIO_PIN_2);

    }

    void config_adc()
    {
    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_ADC0);
    SysCtlADCSpeedSet(SYSCTL_ADCSPEED_125KSPS);

    ADCSequenceConfigure(ADC0_BASE, 0, ADC_TRIGGER_PROCESSOR, 0);
    ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE,0,0,ADC_CTL_CH1|ADC_CTL_END|ADC_CTL_IE);
    ADCSequenceEnable(ADC0_BASE, 0);

    ADCIntEnable(ADC0_BASE,0);
    IntEnable(INT_ADC0);
    IntMasterEnable();

    }

    unsigned long start_adc_sample()
    {
    unsigned long ulvalue;

    ADCProcessorTrigger(ADC0_BASE,0);
    while(adc_endflag==0);
    adc_endflag=0;


    ADCSequenceDataGet(ADC0_BASE,0,&ulvalue);

    return(ulvalue);

    }
    void main()
    {

    //SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_4|SYSCTL_USE_PLL|
    // SYSCTL_OSC_MAIN|SYSCTL_XTAL_16MHZ);


    SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_10 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_OSC_MAIN |
    SYSCTL_XTAL_16MHZ);

    unsigned int ulva[40]={0};
    unsigned char i=0;
    enable_adc_pin();
    config_adc();


    while(1)
    {
    ulva[i]=start_adc_sample();
    if(ulva[i]>4000)
    ulva[i]=0;
    i+=1;
    if(i==40)
    i=0;
    SysCtlDelay(20000);

    }


    }


    void adc_int_isr()
    {
    ADCIntClear(ADC0_BASE,0);
    adc_endflag=1;

    }