【经验】以Silicon Labs的EFM32/EFR32系列MCU芯片为例，探讨ADC校准的那些事

时间： 2018-04-07 来源：世强

技术问答

AD转换是我们应用MCU时经常使用的功能，现在大部分的MCU都集成了ADC功能，并且精度也越来越高。以SILICON LABS的EFM32/EFR32系列MCU芯片为例，这些芯片都带有带有12bit分辨率的ADC，支持最高1Mbps的采样速率，适合应用于高速高精度的模拟量采集项目中，尤其在故障指示器、智能水表、燃气表等项目中得到广泛应用。

为了得到尽可能高的ADC转换精度，我们需要对ADC的每个参考电压进行偏移误差和增益误差进行校准。由于生产批次的不同，芯片性能也会有同，因此ADC校准功能是十分必要的。

在生产过程中，厂家已经把针对内部参考的25℃下的校准参数写入芯片中了。用户可以访问这些数据。当芯片重置后，对于1.25V参考的校准值就会写入ADC校准寄存器。如果诸如EFM32/EFR32之类的MCU芯片不是在此温度下或采用外部参考的情况下，则需要针对使用情况再次进行校准得到正确的数据。

首先来说一下偏移校准，偏移误差是指实际转换结果对应理论值的一个恒定的偏移量，这意味着整个转换范围内都会有个恒定的输出偏差。如下图所示。

最简单的校准偏移误差的方法是差分模式下短接正负输入或者单端模式下输入短接到VSS。EFM32/EFR32的ADC已经内置了短接ADC输入的功能，可以在没有任何外围器件的情况下通过软件来实现。短接完成后需要调整校准寄存器的值，使转换输出值尽可能的接近0。调整偏移量为0V后同时也简化了增益校准。

如果进行了偏移校准，那么增益误差是随着输入电压的增加在准确值的基础上线性增加的一个偏移量。如下图所示。

增益校准需要在完成偏移校准后进行，因为增益校准程序是假定在0V的测量值是没有偏移的。增益偏移可以通过单点校准，最好是最大值校准，这样可以保证尽可能高的精度。

通过使用一个已知的固定电压的参考，也就是ADC参考电压，作为ADC的最大量程，通过修改校准寄存器的值，直到ADC输出与理论值尽可能接近，实现增益误差的校准。

以上就是使用EFM32/EFR32的ADC的校准方法，想要获取更多其他内容，请登陆世强网站或APP搜索关键词查询。

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全部评论（3）

雷神 Lv7. 资深专家 2018-04-07

学习
LouBing Lv7. 资深专家 2018-04-07

ADC校准，很实用，学习了
崇拜二哥 Lv4. 资深工程师 2018-04-07

说的比较中肯

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