基于ARM Cortex-M3的过采样技术
加入技术交流群
3 LM3S8962实现ADC过采样
3．1 Cortex-M3内核特点介绍
在ADC过采样设计中，选用TI公司ARM Cortex-M3芯片，主要原因是其功能强大、高性价比的Cortex-M3内核，使过采样的效率与精度得到进一步提升。该内核具有如下特性：
(1)采用ARMv7M架构，在ARMv4T架构基础上扩展了36条指令。
(2)基于哈佛结构，数据与指令可同时从存储器读取，并行执行多个操作，加快程序执行速度。与ARM7TDMI-S相比，比ARM指令每兆赫效率提高了35％，比Thumh指令效率提高了70％。
(3)带有多种睡眠和唤醒模式，实现产品的低功耗。
(4)单周期乘法、乘-加、硬件除法指令，实现快速运算。
(5)低延迟中断处理：支持8层硬件中断嵌套，末尾连锁功能，高优先级中断迟来处理。
3．2 过采样的软件实现
(1)外设初始化。
在软件实现过采样之前，必然要对各个模块进行初始化和配置。初始化定时器、ADC、UART等模块，定时器模块用来提供系统时钟周期，配置ADC的触发模式和采样速率，利用UART将测量值传递给PC，方便查验是否正确。
(2)产生PWM信号，作为噪声。
为了保证过采样原理应用的可靠性，引入噪声激励信号。而为了避免激励噪声出现的误差，使用内部的PWM信号发生器产生周期性和对称性很好的PWM波，作为激励噪声。产生噪声步骤如图1所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/151003.htm
(3)数据的采集、滤波及抽取。
在过采样中所做的数字平均滤波仅提高了平滑度，精度却并没有增加，抽取过程才是真正意义上的提高精度。额外的K次采样，按照常规平均那样进行累加，但并不是直接将结果除以M，而是右移N位(N是期待所增加的额外精度)，得到更精确的采样结果。
过采样算法如图2所示。对TI的LM3S8962芯片，将10位AD值的精度提高到12位的方法，直接调用寄存器读取函数HWREG访问FIFO缓存区，经过两次循环，将从FIFO中收集到的16个10位转换值相加，产生一个14位结果，右移2位后就得到所希望的12位AD值。
评论