基于STM32F429的AD靜態(tài)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳恒江，仲海東，彭佳麗

（無(wú)錫中微愛(ài)芯電子有限公司，江蘇無(wú)錫 214072）

1 引言

現(xiàn)如今MCU應(yīng)用方案開(kāi)發(fā)中對(duì)AD模塊的應(yīng)用越來(lái)越普遍，使用獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換電路會(huì)增加開(kāi)發(fā)成本，不利于方案的量產(chǎn)。MCU設(shè)計(jì)公司相繼在產(chǎn)品中集成AD模塊，幫助公司降低開(kāi)發(fā)成本，更好地進(jìn)行方案推廣，從而提升自家MCU產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)MCU中AD模塊的積分線性誤差（INL）、微分線性誤差（DNL）參數(shù)的評(píng)測(cè)也越來(lái)越重要。

對(duì)于MCU AD模塊的INL、DNL[1]參數(shù)，使用專(zhuān)業(yè)的儀器進(jìn)行評(píng)測(cè)，雖然能測(cè)得準(zhǔn)確的參數(shù)，但是會(huì)大大增加MCU設(shè)計(jì)公司的成本。而使用傳統(tǒng)的手工測(cè)試，測(cè)試效率低，精度差，無(wú)法測(cè)得精準(zhǔn)的INL、DNL參數(shù)，且當(dāng)AD模塊的分辨率較高時(shí)，用此方法測(cè)試不切實(shí)際。MCU區(qū)別于單一功能的A/D轉(zhuǎn)換電路，其自身集成很多通用的外設(shè)資源，且可以編寫(xiě)程序進(jìn)行控制。結(jié)合這些特點(diǎn)，對(duì)于MCU AD模塊的INL、DNL參數(shù)可以設(shè)計(jì)專(zhuān)用的測(cè)試臺(tái)進(jìn)行評(píng)測(cè)。

本文介紹了一種基于STM32F429的AD靜態(tài)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)MCU AD模塊的INL、DNL參數(shù)的測(cè)試。經(jīng)驗(yàn)證，測(cè)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且測(cè)試成本低廉。

2 INL、DNL定義

2.1 基本定義

INL指單值數(shù)據(jù)誤差，對(duì)應(yīng)該點(diǎn)模擬數(shù)據(jù)由于元器件及結(jié)構(gòu)造成的不能精確測(cè)量產(chǎn)生的誤差。

DNL指刻度間的差值，即對(duì)每個(gè)模擬數(shù)據(jù)按點(diǎn)量化產(chǎn)生的誤差。

LSB指最低有效位，對(duì)于AD模塊來(lái)說(shuō)，量化后輸出的數(shù)字信號(hào)值都是以1 LSB的電壓步進(jìn)的。

2.2 DNL

數(shù)字輸出為i時(shí)，設(shè)使數(shù)字輸出從（i-1）變?yōu)閕時(shí)模擬值輸入為V[i-1]，使數(shù)字輸出從i變?yōu)椋╥+1）時(shí)模擬值輸入為Vi，則有定義數(shù)字輸出i的碼寬為：

這時(shí)應(yīng)注意當(dāng)i=0（即所有數(shù)字輸出為0）和i為最大值（即所有數(shù)字輸出為1）時(shí)，這兩個(gè)數(shù)字輸出i的碼寬為1 LSB。……