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Air780EPM常用场景ADC硬件电路设计实用指南

已有 89 次阅读2025-6-13 17:59 |个人分类:4G模组| 物联网, 单片机, 4G模块, 通讯模组, 嵌入式硬件

在各类物联网、工业控制及数据采集应用中,Air780EPM的ADC模块扮演着关键角色。本文将围绕其典型应用场景,深入探讨硬件电路设计的核心要点,涵盖信号调理、电源滤波、阻抗匹配等关键技术,并结合实际案例提供优化方案,助力工程师高效搭建稳定可靠的ADC电路。

最近有工程师朋友问:Air780EPM的ADC精度怎么样,想节约一颗外挂ADC…
 

今天也跟大家一起分享下相关内容。在设计ADC硬件电路之前,请务必先查看LuatOS二次开发ADC相关库函数的描述。

最新ADC库函数详见:https://docs.openluat.com/osapi/core/adc/

我们先回顾一段核心内容:

Air780EPM共有4路外部ADC硬件通道,其通常的作用是用来测试电压数值。




ADC硬件连接被测电压的方式有两个:
 

当被测电压低于3.6V时,被测电压可以直连ADC;

当被测电压大于3.6V时,被测电压需先经过外部电阻分压,且经过分压后接在ADC的电压值需小于1.5V。

以上ADC的两种硬件连接方式,对应不同的软件设置,下文会提到。


除4路外部ADC通道外,Air780EPM还有2路内部ADC通道:

一路是CH_CPU,用来测量Air780EPM的CPU温度;

一路是CH_VBAT,用来测量Air780EPM的vbat电压(vbat,或者写为VBAT,也就是Air780EPM工作时的供电电压,对应Air780EPM的PIN42/PIN43)。


接下来,将按照大家在实际应用中常见的场景,分类描述如何设计ADC硬件电路。


 

一、测量Air780EPM的VBAT电压 

用ADC测量VBAT电压时,不需要外接任何硬件电路。

Air780EPM内部有一路CH_VBAT:专门用于测量Air780EPM的VBAT电压,测量范围就是Air780EPM可以正常工作的VBAT供电范围(3.3V-4.3V)。

可以使用如下代码读取VBAT电压:



二、测量低于3.6V的电压时

我们这里讨论的是使用Air780EPM的4路外部ADC,测量低于3.6V电压时的场景。

为社么要提到3.6V这个数字?如本文最前面所说,当被测电压低于3.6V时,被测电压可以直连ADC,不需要外接电路。

是的,不需要外接电路的意思就是——被测电压可以直接接在ADC上,不做任何处理。但是,需要保证被测电压不高于3.6V。


相应的,软件应该这么做:


核心就是,软件在低于1.5V和大于1.5V且小于3.6V时的处理时不一样的。

如果你觉得比较懵,很正常。你需要先查看LuatOS二次开发ADC相关库函数的描述,详见:

https://docs.openluat.com/osapi/core/adc/

或者,你就把握一个原则:

当被测电压低于3.6V时,直连ADC就可以,剩下的交给软件同事去负责。

 

三、 测量高于3.6V的电压时

我们这里说的还是使用Air780EPM的4路外部ADC,测量高于3.6V电压时的场景。

当被测电压高于3.6V,使用4路外部ADC测量:必须将外部电压使用电阻分压,使挂在ADC上的电压低于1.5V。

那么,分压电阻怎么选择呢?

首先,取决于被测电压的值,测量最大电压5V和最大电压12V时的分压电阻肯定是不一样的;

其次,电阻一定要使用1%精度,这样才能尽可能的使分压比符合要求;

再次,可以在ADC输入处增加1个滤波电容,抑制高频噪声,避免ADC读数波动。


以上都是经验之谈,现在我们以被测电压为5V时来举例说明:


相应的,假设通过ADC测得的电压值是1.47V,则可以换算出来被测电压值为:

1.47V/0.294=5V

需要特别指出的是,即便使用MΩ级别的电阻,系统也会存在固定的功耗浪费:
 

总电流: I=5V/(2.4MΩ+1.0MΩ)≈1.47μA
总功耗: P=5V×1.47μA=7.35μW

功耗极低,适合电池供电的低功耗场景。

 

今天的内容就分享到这里了~


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