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

このスライドは、STM32L4x6に組み込まれた3つのA/D

コンバータの一般的なブロック図を示しています。

4STMicroelectronics - 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

以下のテーブルは、ADCの性能のパラメータを表しています。

17STMicroelectronics - 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

A/Dコンバータについての複数のアプリケーションノートが利

用可能です。ADCについてより学ぶためには、広く逐次変換

アナログ/デジタル変換について議論するウェッブページを

訪れると良いでしょう。

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