一种基于MCU的高精度AD采样校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于MCU的高精度AD采样校正方法，MCU通对任意值高精度的参考电压进行采样，将其AD转换结果与理论值对比；若误差超出参考电压的误差范围，则认为MCU的AD转换结果是由MCU ADC模块供电电源误差造成偏差，需要对其进行校正。本发明专利技术对于MCU进行采样的所有传感器信号都能实现成本低、精度高的优势。借助对高精度参考电压的采样，即可对MCU的ADC模块供电电源进行校正，从而提高MCU ADC模块电源的精度；解决了MCU参考电源VREF电压需与待转换信号的最大幅度相匹配的限制，不必要采用具备VREF独立引脚的MCU芯片，更不需要单独为MCU的高精度电源增加一个电路，只需在原本电源系统中选取一个精度较高的恒定参考电压即可，大大降低了电路成本。

A high precision AD sampling and correction method based on MCU

【技术实现步骤摘要】
一种基于MCU的高精度AD采样校正方法
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种基于MCU的高精度AD采样校正方法。
技术介绍
在数据采集系统中，模数转换器是其中至关重要的环节，模数转换器的精度以及系统的成本直接影响到系统的实用性，因此，如何提高模数转换器的精度和降低系统的成本是衡量系统是否具有实际应用价值的标准。在实际应用中，由于环境温度、湿度等参数的变化可能会引入一些误差，电源电压的不稳定也会带来一定的误差。当然可以选择温度系数比较好、精度比较高的电源模块提供稳定的电压。但是由于高精度的电压管理模块价格往往不菲，会大大增加系统的成本。与本技术最为接近的技术主要如下：1、将MCU的模拟电源与数字电源分开供电，减轻AD口与I/O口之间所产生的的串扰；2、MCU的模拟电源采用高精度的电源供电；3、如图1所示，通过提高MCU的ADC模块的参考电源(VREF)的精度来提高ADC采样精度。现有技术1通用做法中，将MCU的模拟电源与数字电源分开供电，虽然避免了干扰，但模拟电源精度太低会导致得到的采样结果误差较大。现有技术2通用做法中，对MCU的模拟电源采用高精度的电源进行供电，会大大增加电路成本，但采用LDO输出的高精度基准电源供电，输出电流太小又无法满足电路正常工作。现有技术3通用做法中，通过LDO输出的高精度电源对MCU的VREF管脚供电，VREF的电压需要与待转换信号的最大幅度相匹配，如无法匹配，转换信号的精度也会下降，如图2所示，在原本的电源系统中如无需要的VREF，还需另外新增电路导致成本增加，同时选取具备VREF独立引脚的芯片受到限制，从而导致成本增加。
技术实现思路
本专利技术目的是：结合数模转换精度需求和系统成本需求，设计了一种基于MCU的高精度AD采样校正方法。本专利技术的技术方案是：一种基于MCU的高精度AD采样校正方法，包括：S1、MCU通对任意值高精度的参考电压进行采样，将其AD转换结果与理论值对比，计算误差；S2、若误差在该参考电压的误差范围内，则认为MCU的AD转换结果准确，该误差是由参考电压引起的，不需要对结果进行校正；S3、若误差超出该参考电压的误差范围，则认为MCU的AD转换结果是由MCUADC模块供电电源误差造成偏差，需要对其进行校正。优选的，步骤S3中，当参考电压的AD转换误差超出该参考电压的误差范围，对结果进行校正的方法为：将MCU的ADC供电电源电压VDDA乘参考电压的实际AD转换结果AD实际reference，再除以参考电压的理论AD转换结果AD理论reference，得到校正后的MCUADC供电电源电压，即最后将其他AD采样结果AD实际除以(2n-1)再乘校正后的MCUADC供电电源电压VDDA校正，即可得到校正后的采样电压V校正，即其中n为MCU的采样精度。本专利技术的优点是：本专利技术对于MCU进行采样的所有传感器信号都能实现成本低、精度高的优势。借助对高精度参考电压进行采样，即可对MCU的ADC模块供电电源进行校正，从而提高MCUADC模块电源的精度；其优势是解决了MCU参考电源VREF电压需与待转换信号的最大幅度相匹配的限制，不必要采用具备VREF独立引脚的MCU芯片，更不需要单独为MCU的高精度电源增加一个电路，只需在原本电源系统中选取一个精度较高的恒定电压即可，大大降低了电路成本。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为具备VREF独立引脚的MCUADC采样的示意图；图2为VREF的电压无法与待转换信号的最大幅度相匹配的示意图；图3为本专利技术基于MCU的高精度AD采样校正方法的示意图。具体实施方式如图3所示，本专利技术的基于MCU的高精度AD采样校正方法，包括：S1、MCU通对任意值高精度的参考电压进行采样，将其AD转换结果与理论值对比，计算误差；S2、若误差在该参考电压的误差范围内，则认为MCU的AD转换结果准确，该误差是由参考电压引起的，不需要对结果进行校正；S3、若误差超出该参考电压的误差范围，则认为MCU的AD转换结果是由MCUADC模块供电电源误差造成偏差，需要对其进行校正。当参考电压的AD转换误差超出该参考电压的误差范围，对结果进行校正的方法为：将MCU的ADC供电电源电压VDDA乘参考电压的实际AD转换结果AD实际reference，再除以参考电压的理论AD转换结果AD理论reference，得到校正后的MCUADC供电电源电压，即最后将其他AD采样结果AD实际除以(2n-1)再乘校正后的MCUADC供电电源电压VDDA校正，即可得到校正后的采样电压V校正，即其中n为MCU的采样精度。例如：当MCU对精度为0.5％的2.5V参考电压进行采样，MCU的ADC供电电源为5V，MCU采样精度为12位，可知参考电压的理论AD转换值为可接受的AD误差范围为如参考电压的实际AD转换值为2050，则无需对其他AD采样结果进行校正。如参考电压的实际AD转换值为2030，则校正后的MCUADC供电电源电压为其他AD采样结果则可按照4.96V的供电电源将实际AD值转化为模拟量。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MCU的高精度AD采样校正方法，其特征在于，包括：/nS1、MCU通对任意值高精度的参考电压进行采样，将其AD转换结果与理论值对比，计算误差；/nS2、若误差在该参考电压的误差范围内，则认为MCU的AD转换结果准确，该误差是由参考电压引起的，不需要对结果进行校正；/nS3、若误差超出该参考电压的误差范围，则认为MCU的AD转换结果是由MCU ADC模块供电电源误差造成偏差，需要对其进行校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于MCU的高精度AD采样校正方法，其特征在于，包括：
S1、MCU通对任意值高精度的参考电压进行采样，将其AD转换结果与理论值对比，计算误差；
S2、若误差在该参考电压的误差范围内，则认为MCU的AD转换结果准确，该误差是由参考电压引起的，不需要对结果进行校正；
S3、若误差超出该参考电压的误差范围，则认为MCU的AD转换结果是由MCUADC模块供电电源误差造成偏差，需要对其进行校正。


2.根据权利要求1所述的基于MCU的高精...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蕾，孙雪，张林，
申请(专利权)人：一巨自动化装备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31