一种高精度A_D采样方法在TMS320F2812上的C语言实现

针对A／D 转换的误差问题介绍了一种高精度的A／D 采样方法,并给出了该方法在TMS320F2812 上的C 语言实现及程序清单。分析证明该方法具有精度高、程序简单等特点。

《工业控制计算机》2009年22卷第3期

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一种高精度A／D采样方法在TMS320F2812上的C语言实现

AHigh－precisionA／DSamplingMethodBasedonTMS320F2812WithCLanguage

马

进

曾建军

万浩平（华东交通大学电气与电子工程学院，江西南昌330013）

摘

程序清单。分析证明该方法具有精度高、程序简单等特点。

关键词：TMS320F2812，A／D采样，C语言

Abstract

Thispaperintroducesahigh－precisionA／DsamplingmethodforA／Dconversionerror,andgivestheimplementofthemethodonTMS320F2812withtheClanguageandproceduredetailedlist．Theanalysisprovedthatthemethodhasaccu-rate,simpleandothercharacteristics．

Keywords:TMS320F2812,A／Dsampling,Clanguage

要

针对A／D转换的误差问题介绍了一种高精度的A／D采样方法，并给出了该方法在TMS320F2812上的C语言实现及

TMS320F2812数字信号处理器是TI公司最新推出的32位定点DSP控制器，12位精度，但在实际的使用过程中，ADC

的转换结果误差较大。如果直接将此转换结果用于控制回路，必然会降低控制精度，最大的转换误差可以达到9％左右。本文介绍了如何用该方法来补偿A／D转换的误差。

大的5个，然后取中间10个采样数据的平均值。

3高精度A／D采样方法

在没有任何修正的情况下，TMS320F2812片内12位AD

采集交流信号时，采样精度基本上可以达到＜5％精度（采集直流信号时精度会更好一些）。

1

TMS320F2812的ADC模块

TMS320F2812上的模数转换模块（即ADC模块）将外部的模拟信号转换成数字量，ADC模块可以将一个控制信号进行滤

波或者实现运动系统的闭环控制。

TMS320F2812的A／D采样精度较差的主要原因是存在线性增益误差（GainError）和偏置误差（OffsetError），要提高转

换精度就必须对这两种误差进行补偿。

理想的12位ADC应该是没有增益误差和偏置误差的，因此进行补偿时的转换公式为：

Y＝X*mi

ADC模块有16个通道，可配置为2个独立的8通道模块，分别服务于事件管理器A和事件管理器B，两个独立的8通道模块也可以级联构成一个16通道模块。两个8通道模块能够自动排序，每个模块可以通过多路选择器（MUX）选择8通道中的任何一个通道。在级联模式下，自动排序器将变成16通道。对于每个通道而言，一旦A／D转换完成，将会把转换结果存储到结果寄存器（ADCRESUILT）中。

自动排序器允许对同一个通道进行多次采样，用户可以完成过采样算法，这样可以获得更高的采样精度。

其中：Y＝outputcount

X＝inputcount＝inputvoltage觹4095／3．0Vmi＝idealGain

实际上TMS320F2812的A／D转换是存在增益误差和偏

置误差的，其转换公式为：

Y＝X*ma＋mb

其中：ma＝actualgain

2提高A／D采样精度的常见方法2．1基于硬件的方法

1）硬件滤波，滤除干扰信号。

2）正确的PCB板设计和布局，连接到ADCINxx引脚的模

拟量输入信号线不能与数字信号线靠得太近，这可以避免数字信号的干扰耦合进ADC的输入线。

mb＝actualoffset

因此这种方法本质上是一种用软件进行校正的方法。在校正的时候，首先选用ADC的任意两个通道（例如A3和A4）作为参考输入通道，并分别输入已知的直流参考电压（RefHigh和

3）ADC模块的功率引脚所连的电源和地必须与数字电源

和数字地分开。

RefLow）。通过读取相应的结果寄存器获取转换值，利用两组输入输出值便可求得ADC模块的校正增益和校正偏置，然后利用这两个值对其他通道转换数据进行补偿，从而提高了A／D采样

的精度。

以下给出该方法的C语言实现：

／／首先计算两个通道的参考电压转换后的理想结果

／／A4＝RefHigh＝2．5V(2．5觹4095／3．0＝3413idealcount)／／A3＝RefLow＝0．5V(0．5觹4095／3．0＝683idealcount)＃defineREF＿HIGH＿IDEAL＿COUNT3413／／理想高值＃defineREF＿LOW＿IDEAL＿COUNT683／／理想低值＃defineSAMPLES63／／采样次数／／定义所需的各个变量

Uint16Avg＿RefHighActualCount;Uint16Avg＿RefLowActualCount;Uint16CalGain;Uint16CalOffset;Uint16SampleCount;

4）如果采样电路部分是经过多路开关切换的，可以在多路

开关输出上接下拉电阻到地。

5）采样通道上的电容效应也可能会导致A／D采样误差。因

为采样通道上的等效电容可能在还保持有上一个采样数据的数值时，就对当前数据进行采样，这样就会造成当前数据不准确。如果条件允许，可以在每次转化完成后现将输入切换到参考地，然后在对信号进行下一次采样。

2．2基于软件的方法

1）多次采样取平均值。

2）数字滤波法。例如采用中值滤波法，具体方法为：连续采个数据，，5个和最

针对A／D 转换的误差问题介绍了一种高精度的A／D 采样方法,并给出了该方法在TMS320F2812 上的C 语言实现及程序清单。分析证明该方法具有精度高、程序简单等特点。

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Uint16

RefHighActualCount;

一种高精度A／D采样方法在TMS320F2812上的C语言实现

Avg＿RefHighActualCount＝(Avg＿RefHighActualCount觹SampleCount＋RefHighActualCount)／(SampleCount＋1);

Avg＿RefLowActualCount＝(Avg＿RefLowActualCount觹SampleCount＋RefLowActualCount)／(SampleCount＋1);

CalGain＝(REF＿HIGH＿IDEAL＿COUNT－REF＿LOW＿IDEAL＿COUNT)／(Avg＿RefHighActualCount－Avg＿RefLowActualCount);／／计算增益系数CalOffset＝Avg＿RefLowActualCount觹CalGain－RefLowIdealCount;／／计算偏置

SampleCount＋＋;妖

／／在ADC＿ISR中，对其他各个通道的结果进行修正：interruptvoidadc＿isr(void)邀

GetCalibParam();．．．．．．

newResultn＝AdcRegs．ADCRESULTn觹CalGain－CalOffset;．．．．．．妖

Uint16RefLowActualCount;／／对各个变量进行初始化voidInitCalib()邀

Avg＿RefLowActualCount＝0;Avg＿RefLowActualCount＝0;Avg＿RefHighActualCount＝0;RefHighActualCount＝0;RefLowActualCount＝0;CalGain＝0;CalOffset＝0;SampleCount＝0;妖

／／获得校准增益和校准偏置／觹

Algorithm:Calibrationformulausedis:

ch(n)＝ADCRESULTn觹CalGain－CalOffsetn＝0to15channels

CalGain＝(RefHighIdealCount－RefLowIdealCount)／(Avg＿RefHigh-ActualCount－Avg＿RefLowActualCount)

CalOffset＝Avg＿RefLowActualCount觹CalGain－RefLowIdealCountArunningweightedaverageiscalculatedforthereferenceinputs:Avg＿RefHighActualCount＝(Avg＿RefHighActualCount觹SAMPLES＋RefHighActualCount)／(SAMPLES＋1)

Avg＿RefLowActualCount＝(Avg＿RefLowActualCount觹SAMPLES＋Re-fLowActualCount)／(SAMPLES＋1)觹／

voidGetCalibParam()邀

RefHighActualCount＝dcRegs．ADCRESULT4＞＞4;RefLowActualCount＝dcRegs．ADCRESULT3＞＞4;if(SampleCount＞SAMPL …… 此处隐藏：3120字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……