标题: 单片机芯片读取ADC的值,数值在抖动,怎么办? [打印本页]
作者: c8t6    时间: 2024-3-4 16:38
标题: 单片机芯片读取ADC的值,数值在抖动,怎么办?
各位大佬。我现在遇到了个问题。我现在使用的是STM32G030单片机芯片。我需要读取一个引脚的ADC数值。我的期望是他可以比较稳定的在一个数值，波动范围小一点。现在结果发现数波动较。目前我使用了过滤采集的数值。即连续读取10个数，去2个最大2个最小，取剩下的平均值。可是还是不行。在暂时不改电路的基础上（即在采集ADC的线路加电阻电容过滤.），各位大佬教教我！
作者: 明日之星8    时间: 2024-3-4 19:33
单片机的adc，都说是12位，其实能保证有效的精度只有8位，
好一点的能有10位有效精度，能到11位或以上精度的单片机非
常少。本来就是附加的功能，你的期望值不能太高。
你可以选择带16bit-adc功能的单片机呀，或者外加专门的adc芯
片。
作者: fishafish    时间: 2024-3-4 20:16
取样等待时间太短的原因吧
作者: Hephaestus    时间: 2024-3-4 20:29
那就多读几个数，直到满意为止。
作者: Y_G_G    时间: 2024-3-4 21:01
ADC引脚有个104的电容就行了,加太大电容影响"真实"数据
ADC的结果一定是抖动的,像万用表这种也是加了滤波的
在单片机上,平均值滤波是最常用的,它基本能解决大多数的应用
至少平均130次,然后再去掉最大和最小,数据位移一下,相对会好很多
10次就太少了
作者: 累不死的狗    时间: 2024-3-5 09:09
增加读取时间，看看波动大不大，如果大的话考虑来个电容滤波
作者: aidianzi    时间: 2024-3-5 11:28
没有电路不好判断。1、检查电源是否稳定是否有杂波，用示波器看看，G030的基准就是电源电源不稳定测量值自然会跳；2、检查是否切换通道，切换通道时候要预留足够的采样时间；3、检查前端电路是否稳定是否有噪声源；4、检查测量信号
作者: lidawei1    时间: 2024-3-5 13:37
所谓波动大不知大到什么程度？g030的adc还是可以的，这是间隔0.1秒转换一次7号碱性电池的结果，可以参考下（ 64Mhz，adc分频=2，采样时间=1.5，Vref直连Vdd）
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作者: c8t6    时间: 2024-3-5 14:16
Y_G_G 发表于 2024-3-4 21:01
ADC引脚有个104的电容就行了,加太大电容影响"真实"数据
ADC的结果一定是抖动的,像万用表这种也是加了滤波 ...

很遗憾，均值滤波这个方法，我测试了一下没有区别，还是一样的波动
作者: c8t6    时间: 2024-3-5 14:23
aidianzi 发表于 2024-3-5 11:28
没有电路不好判断。1、检查电源是否稳定是否有杂波，用示波器看看，G030的基准就是电源电源不稳定测量值自 ...

1，电源的话，已经使用滤波器测过了，很平稳。
2，这个芯片使用一个ADC,我采用的是连续转换，当一个通道装换结束了，自动切换到下一个通道转换。
3，噪音的话，有一个风扇，不过确实有一定的声音，但是我读取电源到芯片的却很稳定。
4，目前就是测量信号很不稳定，
作者: eddy123    时间: 2024-3-5 15:40
多次采样然后取平均试试看
作者: ly5117    时间: 2024-3-5 15:55
增加一级跟随器，减少采样对电压的影响
作者: Y_G_G    时间: 2024-3-5 16:20
c8t6 发表于 2024-3-5 14:16
很遗憾，均值滤波这个方法，我测试了一下没有区别，还是一样的波动



static u32 adc_sum = 0;
u16 adc_avg = 0;
adc_sum +=ADC的数字量;
adc_avg = adc_sum >> 5;
adc_sum -= adc_avg;
更改右移位数,就等于更改平均了,相对是比较平稳
但这好处也只是相对的,平均次数越多,反应也是越慢
作者: jun8929498    时间: 2024-3-5 18:40
取多组数值求平均值
作者: a399288395    时间: 2024-3-5 20:16
RC滤波不能省； 固定的一个稳定值是不可能的， 内部也是通过电容充放电逐次逼近式采集； 多采集几次，再取平均算法 ，程序上采集速度越慢越稳。
作者: fishafish    时间: 2024-3-5 20:35
模拟电压本来就是量子化的，没有波动才不对
作者: c8t6    时间: 2024-3-6 11:06
fishafish 发表于 2024-3-5 20:35
模拟电压本来就是量子化的，没有波动才不对

我了解，在理论上是无限趋向于稳定，有波动我也可以接受，但是他波动在忽高忽低的，而且偏差在+-20mv这我就有点难受了
作者: c8t6    时间: 2024-3-6 11:08
lidawei1 发表于 2024-3-5 13:37
所谓波动大不知大到什么程度？g030的adc还是可以的，这是间隔0.1秒转换一次7号碱性电池的结果，可以参考下 ...

我的波动大约是在20mv上下偏移
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1572
1564
1555，这些之类的波动
作者: c8t6    时间: 2024-3-6 11:09
eddy123 发表于 2024-3-5 15:40
多次采样然后取平均试试看

目前就是这么测试的，还是有一些峰值的波动出现，不过还没有在期望之内
作者: c8t6    时间: 2024-3-6 11:17
Y_G_G 发表于 2024-3-5 16:20
static u32 adc_sum = 0;
u16 adc_avg = 0;
adc_sum +=ADC的数字量;

有点不太了解这个原理
作者: Y_G_G    时间: 2024-3-6 12:50
c8t6 发表于 2024-3-6 11:17
有点不太了解这个原理

adc_sum +=ADC的数字量;//每次运算都是把ADC的数字量累加
adc_avg = adc_sum >> 5;//位移就是除法运算了,位移3位就是除以8,得到平均值
adc_sum -= adc_avg;//累加的这个变量每次都减去平均值,这样做是不会溢出,每次运算都有前面的数据参与
adc_avg 这个是最终的值
这个算法比先累加8次,再除以8,然后把累加变量清除,代码更简单,显示更平

作者: lidawei1    时间: 2024-3-6 13:35
c8t6 发表于 2024-3-6 11:08
我的波动大约是在20mv上下偏移
1562
1542

波动这么大肯定不能靠滤波的方法解决，可以先检查一下电路是否有干扰，看看电源有没有问题，输入的线尽量短，或者先短路输入看看波动多少。
作者: 13696229579    时间: 2024-3-6 15:23
很可能就原始信号的噪声吧。
作者: c8t6    时间: 2024-3-6 16:44
Y_G_G 发表于 2024-3-6 12:50
adc_sum +=ADC的数字量;//每次运算都是把ADC的数字量累加
adc_avg = adc_sum >> 5;//位移就是除法运算了 ...

不用把他们先排序，然后在去最大最小值，然后除于个数么？
作者: c8t6    时间: 2024-3-6 16:45
Y_G_G 发表于 2024-3-6 12:50
adc_sum +=ADC的数字量;//每次运算都是把ADC的数字量累加
adc_avg = adc_sum >> 5;//位移就是除法运算了 ...
  1. NUM_SAMPLES = 10；
  2. while (1)
  3.     {
  4.                         
  5.                 uint32_t adc_values1[NUM_SAMPLES]={0};
  6.                 uint32_t adc_values2[NUM_SAMPLES]={0};
  7.                 uint32_t sum1 = 0;
  8.                 uint32_t sum2 = 0;

  10.                 uint32_t ADC_num7 = 0;
  11.                 uint32_t ADC_num0 = 0;
  12.                
  13.                  // 采集十次ADC1和ADC2的值
  14.                 for (int i = 0; i < NUM_SAMPLES; i++)
  15.                 {
  16.                         uint32_t A0;
  17.                         uint32_t A7;

  19.                         // 采集ADC1的值
  20.                         HAL_ADC_Start(&hadc1);
  21.                         while (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100) != HAL_OK);
  22.                         A0 = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);    //调整
  23.                         adc_values1[i] = (A0*3000)/4096;
  24.                         
  25.                         
  26.                         // 采集ADC2的值
  27.                         HAL_ADC_Start(&hadc1);
  28.                         while (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100) != HAL_OK);
  29.                         A7 = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);                        //采集
  30.                         adc_values2[i] = (A7*3000)/4096;
  31.                         
  32.                 }
  33.                
  34.                
  35.                
  36.                 bubble_sort(adc_values1,NUM_SAMPLES);
  37.                 bubble_sort(adc_values2,NUM_SAMPLES);
  38.                
  39.                 // 去掉ADC1数组中的最大值和最小值
  40.                 for (int i = 3; i < NUM_SAMPLES - 4; i++) {
  41.                         sum1 += adc_values1[i];
  42.                 }

  44.                 // 去掉ADC2数组中的最大值和最小值
  45.                 for (int i = 3; i < NUM_SAMPLES - 4; i++) {
  46.                         sum2 += adc_values2[i];
  47.                 }
  48.                
  49.                 // 计算打印平均值
  50.                 ADC_num0 = sum1 /4;
  51.                 ADC_num7 = sum2 /4;
  52.                
  53.                
  54.                 printf("\n电位器数值：%d \r\n",ADC_num0);
  55.                 printf("ADC采集数值：%d \r\n",ADC_num7);
  56.                 }
复制代码
这是我目前的算法
作者: lidawei1    时间: 2024-3-6 18:23
c8t6 发表于 2024-3-6 16:45
这是我目前的算法

真要滤波的话设置256过采样、右移位数8就行了，直接硬件256个数取平均，不需要什么算法。
不过觉得应该查查是哪里出现的波动，短路输入看看。
下面是输入短路后的情况，没有滤波，没有过采样。
0
1
1
1
2
0
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
作者: fishafish    时间: 2024-3-6 21:06
明显分压电阻太大？一般2k不会
作者: Y_G_G    时间: 2024-3-6 23:21
c8t6 发表于 2024-3-6 16:44
不用把他们先排序，然后在去最大最小值，然后除于个数么？

电路没有很大的干扰,就不需要
我这个基本只用于电源电压和温度之类的ADC,之前也有过去掉两头的数值,但实际上没啥区别,为了代码简单,就不用去最大和最小了
作者: TTQ001    时间: 2024-3-7 08:35
请先检查参考电压，确保电压源稳定且无噪声。
作者: yaofuming    时间: 2024-3-7 09:59
ADC来的数据变化太快，你可以用定时器每隔一段时间如100ms读取一次数据，然后再处理。
作者: kk17328    时间: 2024-3-7 10:36
增加硬件滤波或者软件滤波，但是要考虑实施性
作者: c8t6    时间: 2024-3-7 13:56
lidawei1 发表于 2024-3-6 18:23
真要滤波的话设置256过采样、右移位数8就行了，直接硬件256个数取平均，不需要什么算法。
不过觉得应该 ...

我这个运行步骤是
1；风扇启动把高压离子吹出来。进过钢网；
2；钢网采集离子，经过放大电路放大得到电压；
3；把得到的电压进行ADC转化；
4：通过ADC判断是否在范围，不在范围则改变PWM；
5：PWM改变高压的电压，从而也影响到钢网采集的离子：
作者: c8t6    时间: 2024-3-7 13:58
kk17328 发表于 2024-3-7 10:36
增加硬件滤波或者软件滤波，但是要考虑实施性

后续的升级是需要的。现在第一版本，只要确保在范围内即可。大约是上下浮动10mv左右
作者: c8t6    时间: 2024-3-7 13:59
Y_G_G 发表于 2024-3-6 23:21
电路没有很大的干扰,就不需要
我这个基本只用于电源电压和温度之类的ADC,之前也有过去掉两头的数值,但实 ...

我这个的话，我使用示波器查看查看了曲线，会有一小段的起伏不定的峰值
作者: c8t6    时间: 2024-3-7 14:01
yaofuming 发表于 2024-3-7 09:59
ADC来的数据变化太快，你可以用定时器每隔一段时间如100ms读取一次数据，然后再处理。

尝试过了。我给了固定不变的值；读取的是比较稳定。但是在代码中去调节的话，就会有波动
作者: Y_G_G    时间: 2024-3-7 16:57
c8t6 发表于 2024-3-7 13:56
我这个运行步骤是
1；风扇启动把高压离子吹出来。进过钢网；
2；钢网采集离子，经过放大电路放大得到电 ...

感觉这东西就跟采集空气中的PM2.5一样,所采集到的数据是做不到非常稳定的值的,它本身就不是稳定的值
你可以尝试256次平均值看一下效果
作者: c8t6    时间: 2024-3-8 08:22
Y_G_G 发表于 2024-3-7 16:57
感觉这东西就跟采集空气中的PM2.5一样,所采集到的数据是做不到非常稳定的值的,它本身就不是稳定的值
你 ...

好的。我尝试一下
作者: wayne_w    时间: 2024-3-8 10:05
加运放
作者: 单片机研究协会    时间: 2024-3-8 15:53
一分钟读一次，就不抖了。
作者: Hephaestus    时间: 2024-3-9 00:38
c8t6 发表于 2024-3-7 13:59
我这个的话，我使用示波器查看查看了撸嵊幸恍《蔚钠鸱欢ǖ姆逯�

那就是传感器的问题了，别找ADC麻烦了，想想怎么把数据编成你想要的结果好了。
作者: MCU起航    时间: 2024-3-9 09:15
看是否是配置的问题，不过是stm32g单片机的adc确实不是说很准
作者: 1253759011    时间: 2024-4-23 10:38
Y_G_G 发表于 2024-3-6 23:21
电路没有很大的干扰,就不需要
我这个基本只用于电源电压和温度之类的ADC,之前也有过去掉两头的数值,但实 ...

这个有好处就是不用存储数据，理论上要减掉最早采集的数据
作者: 大漠落日    时间: 2024-4-23 17:14
跳变才是正常的，这个问题一直都存在，要用软件方法进行优化，滤波，再显示出来
作者: aidianzi    时间: 2024-4-23 19:00
1、检查采样时间；2、检查通道切换时间；3、检查基准是否有噪声（用示波器别用万用表）；4、检查你信号是否不稳定
作者: wufa1986    时间: 2024-4-24 08:04
这应该是硬件设计不合理，电源不够纯净，STM32单片机ADC稳定度可以



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