🟦 u5-08 模拟外设:ADC、DAC、比较器与运放
🟦 STM32U575 数据手册初学者精讲 · 第 8 / 10 章
🗨️ U575 的模拟外设非常丰富:14 位高速 ADC、12 位 ADC、双 DAC、两个比较器、两个运放、内部电压基准和温度传感器,让数据采集与信号调理单片完成。
这一章在干嘛? 搞懂每类模拟外设的定位、速度和典型用法,选型时就不会纠结。
ADC1:14 位 2.5 Msps,主力高速 ADC
- 分辨率:14 位,也可以配置 12/10/8 位。
- 最高采样率:2.5 Msps。
- 通道数:最多 16 个外部通道 + 内部温度/电压通道。
- 触发源:TIM、LPTIM、外部引脚、软件触发等。
- DMA:采样结果可以直接由 DMA 搬到内存,无需 CPU 干预。
| 场景 | 建议配置 |
| 多通道轮询 | 扫描模式 + DMA 循环模式 |
| 电机电流采样 | TIM 触发 + 双 ADC 同步 |
| 低功耗传感器 | LPTIM 触发 + LPDMA + Stop 模式 |
ADC1 接 3.6 V 满量程时,输入电压不能超过 VDDA。超过会损坏或读数不准。
ADC4:12 位 2.5 Msps,低功耗域专用
ADC4 属于 APB3 低功耗域,可以在 Stop 模式下继续工作,配合 LPDMA 做低功耗采样。
| ADC | 分辨率 | 特点 | 典型场景 |
| ADC1 | 14 位 | 主性能域,通道多 | 通用高速采集 |
| ADC4 | 12 位 | 低功耗域 | 电池供电传感器 |
DAC:双通道 12 位
DAC1 和 DAC2 可以输出模拟电压,典型用法:
- 产生固定偏置电压
- 生成简单波形(配合 TIM/DMA)
- 给运放/比较器提供参考
U575 的 DAC 输出缓冲器可以关闭,直连高阻负载时更省电。
比较器 COMP1/COMP2
比较器可以把两路模拟信号比较,输出数字电平。常见应用:
- 电池电压低于阈值报警
- 过流保护触发 TIM 刹车
- 把模拟传感器输出变成中断事件
比较器输出可以直接连到 TIM 的刹车输入,实现硬件级过流保护。
运算放大器 OPAMP1/OPAMP2
U575 内置两个可编程运放,常见用法:
- PGA 模式:把传感器小信号放大后再给 ADC。
- 跟随器模式:做阻抗缓冲。
内置运放的好处是省了一颗外部运放芯片,节省 BOM 和 PCB 面积。
VREFBUF 与内部参考
- VREFBUF:可输出稳定的 2.5 V 或 2.048 V 基准电压,给 ADC/DAC/外部传感器供电。
- 内部温度传感器:通过 ADC 读取,用于温度补偿或过热保护。
如果 ADC 需要高精度,建议用外部独立基准或 VREFBUF,而不是直接用 VDDA 当参考。
🧠 小测验ADC1 的最高采样率和分辨率是多少?
14 位,2.5 Msps。
ADC4 相比 ADC1 的优势是什么?
位于低功耗域,可在 Stop 模式下工作。
比较器输出可以用来做什么?
触发中断、控制 TIM 刹车、做阈值报警等。