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こんにちは。STM32L4 A/Dコンバータブロックのプレゼンテー
ションにようこそ。これは、デジタル・ドメインにおけるさらなる
処理のために、外部のアナログ電圧のようなセンサ出力をデ
ジタル値に変換するために使われるこのブロックの主な機能
を説明します。
1STMicroelectronics - ST Restricted
STM32製品内部のA/Dコンバータは、センサ出力のようなア
ナログ値を受け入れ、デジタルドメインに信号を変換すること
ができます。3つのADCに接続可能な16~24のアナログ入力
があります。ADCそれ自体は、追加のオーバーサンプリング
のハードウェアを持つ12bitの逐次比較型の変換器です。一
定の条件下で、オーバーサンプルされた出力は、16bitの結
果を持つことができます。サンプリングスピードは、5Mサンプ
ル/s以上です。各ADCモジュールには、3個のアナログ・ウォッ
チドッグが組込まれています。データは、DMA動作か割込み
のいずれかを通して利用することができます。ADCは、低消
費電力および高性能にデザインされています。CPUの作業負
荷を最小化するために構成できるデータ・マネージメントとい
くつかのトリガーリング・メカニズムがあります。
2STMicroelectronics - ST Restricted
3つのA/Dコンバータは、STM32L4x6製品内部に統合されていま
す。入力チャンネルは、シングルか差動モードの何れかで信号を
変換できる24のGPIOチャンネルに接続されています。ADCは、
5Mサンプル/sを超えて変換することができます。後ほど説明され
る複数の機能モードがあります。さらに複数の異なるトリガー
モードもあります。CPUの負荷低減のために、ADCは、スレッショ
ルドをモニタするための3つのアナログ・ウォッチドッグを持ってい
ます。ADCは、また、最終的な変換値において示されるビット数を
拡張するために、オーバーサンプリングを提供しています。消費
電力が重要なアプリケーションでは、ADCは、複数の低消費電力
機能を提供します。
3STMicroelectronics - ST Restricted
STM32L4のADCは、ディープ・パワーダウン・モードをサポート
します。 ADCが使われないときは、漏れ電流をよりいっそう低
減するためのパワースイッチによって、分離することができま
す。オートディレイモードは、ADCを次の変換の開始前に一つ
前の変換データがリードされるまで待たせることができます。
これは、不必要な変換を回避し、そして消費電力を低減しま
す。消費電力は、サンプリング周波数に関係します。低いサ
ンプリングレートでは、消費電流は、ほぼ比例して低減されま
す。
5STMicroelectronics - ST Restricted
ADCは、5.33Mサンプル/sまでの変換をサポートしています。デュ
アル・インタリーブモードを使用することによって、10Mサンプル/s
に拡張することができます。ADCは、データを累積し、そしてCPU
のヘルプなしで除算するオーバーサンプリングのハードウェアを
含んでいます。オーバーサンプラーは、2から256のサンプルを
収容し、そして1から8bitのライトシフトができます。シーケンサー
は、ユーザーが、任意の順序で16チャンネルまでの変換を可能
にします。また、各チャンネルは、異なるサンプリング周期を持つ
ことができます。ADCは、オートキャリブレーションのメカニズムを
提供します。電圧の変化が10%以上あるアプリケーション上での
キャリブレーションの実行は推奨され、そして、これはRESETやア
ナログ電圧の供給を断ちそして復帰する低消費電力状態からの
起動を含むでしょう。
6STMicroelectronics - ST Restricted
ADCは、サンプリングのために最低2.5クロックサイクルと変換
のために12.5クロックサイクルが必要です。80MHzのADCク
ロックを伴って、5.33Mサンプル/sに到達することができます。
より高いスピードのサンプリングのために、6ビットに分解能を
下げ、サンプリングスピードを8.88 M サンプル/sに上げること
が可能です。
7STMicroelectronics - ST Restricted
サンプリング時間は、A/Dコンバータの各入力チャンネルそれ
ぞれにプログラムできます。ADCクロックにおけるサイクルで
このスライドにリストされているサンプリング時間は、使用可
能です。より長いサンプリング時間は、高いインピーダンスを
持つ信号が、正しく変換されるのを、確かにします。
8STMicroelectronics - ST Restricted
ADCは、選択可能なクロックソースを持っています。システム
が同期して実行する必要があるときには、AHBクロックソース
は、最適な選択です。もし、低速なCPUスピードが求められる
が、ADCは高いサンプリングレートが必要な場合には、専用
のADCクロックを選択することが可能です。
9STMicroelectronics - ST Restricted
A/Dコンバータは、以下のようないくつかの変換モードをサ
ポートします。
–シングルモード、シングルショットまたは連続モードにおいて、
1つのチャンネルのみを変換します。
–スキャンモード、シングルショットまたは連続モードにおいて、
あらかじめ定義された入力チャンネル一式を変換します。
–不連続モード、あらかじめ定義されプログラムされた入力
チャンネルのリストからの各トリガー信号でシングルチャンネ
ルのみを変換します。
10STMicroelectronics - ST Restricted
A/Dコンバータは、ハードウェア・オーバーサンプリングをサ
ポートしています。CPUのサポート無しに2、4、8、16、32、64、
128そして256倍のサンプルができます。変換されたデータは、
レジスタで積算され、その出力は、データシフタとトランケータ
で処理することが可能です。12bitデータは、16bitデータとし
て示されるように拡張することが可能です。この機能は、平均
機能、データレート低減、そしてSNRの改善として、さらに基本
的なフィルタリングとして使用可能です。
11STMicroelectronics - ST Restricted
各ADCは、ハイやローのスレッショルドの設定のある3つの統
合されたアナログウォッチドッグを持っています。ADCの変換
値は、ウインドウ・スレッショルドと比較され、もし結果がスレッ
ショルドを超えていた場合、割込みまたは外部信号を発生さ
せるかCPUの介在無しにタイマをすぐに停止させることが可
能です。
12STMicroelectronics - ST Restricted
ADCの変換結果は、16bitデータ・レジスタに保存されます。シ
ステムは、CPUポーリング、割込み、DMAを使用することが可
能です、変換データを活用するために。OVERRUNフラグは、次
の変換データがレディーになる前にデータが読まれなかった場合、
発生させることが可能です。インジェクテッド・チャネル変換のた
めに、4つの専用のレジスタが使用可能です。
13STMicroelectronics - ST Restricted
インジェクテッド変換は、通常の変換に割り込むために使わ
れ、そのとき、4チャンネルまでの変換が挿入されます。イン
ジェクテッド変換が終了し次第、通常の変換シーケンスは、
再開可能です。インジェクテッド変換結果は専用のデータレ
ジスタに保存されます。フラグと割込みは、変換の最後か
シーケンスの最後に関して使用可能です。インジェクテッド
チャンネルの選択は、その場で再プログラム可能です。通常
またはインジェクテッド変換が処理中だとしても、次のインジェ
クテッドチャンネルを以前とは異なるようにするために、別の
チャンネルをキューに追加することが可能です。
14STMicroelectronics - ST Restricted
各ADCは、次の9つの異なる割込みを発生できます。ADCレ
ディー、変換の最後、シーケンスの最後、インジェクテッド変
換の最後、インジェクテッドシーケンスの最後、アナログ
ウォッチドッグ、サンプリングの最後、データオーバーランとイ
ンジェクテッドシーケンスコンテキストキューのオーバーフ
ロー。
DMAリクエストは、ADC出力データがレディーのとき、各変換
の最後で発生可能です。
STMicroelectronics - ST Restricted
ADCは、ラン、スリープ、ローパワーランそしてローパワースリー
プモードにおいてアクティブです。ストップ1とストップ2モードにお
いて、ADCは使用可能ではありませんが、レジスタの内容は保持
されます。スタンバイまたはシャットダウンモードでは、 ADCはパ
ワーダウンされ、より高いパワー状態に戻るときには再初期化さ
れなければなりません。各ADCには、オンチップパワースイッチを
オフすることにより漏れを低減するディープパワーダウンモード
があります。これは、ADCを使用しない場合の推奨モードです。
STMicroelectronics - ST Restricted
これらのペリフェラルは、A/DコンバータCの正しい使用のた
めに、特別に構成されることが必要でしょう。詳細について
は、対応するペリフェラルのトレーニングモジュールを参
照してください。
18STMicroelectronics - ST Restricted
STM32L4x6は3つのADCが組み込まれています。ADC1とADC2
は、デュアルモードで一緒に動作させるために構成すること
ができ、各アナログ/デジタル変換は、2つのモジュール間で同
期させることができます。ADC3は、独立したコンバータとして動作
します。
STMicroelectronics - ST Restricted
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