基于stm32F1的过采样技术研究与实现

1问题的提出
2016年TI杯电子设计竞赛G题简易电子秤中有一项要求如下：

可以计算出该题目要求的精度是
(500-5)/0.01=49500

但是stm32F1自带ADC只有12位精度，也就是说最多能采集2的12次方个数据(2^12=4096)，显然不满足题目的要求，通过过采样技术，可以达到需求的精度。

2 过采样数据的抽取

注：这里的p是需要得到额外p位精度

假设p=1，那么需要采集4^1=4个数据，假设这4个数据分别为
1101
1100
1011
1010
R表示采样的位数，在这里R=4
这四个数据的累加和为101110(R+2p=6,经过累加得到了一个6位的数据)
然后再将这个6位数右移1位(p=1),即可得到10111(R+p=5),这个数值就是提高了1位精度的采样结果。

3进行过采样的前提条件
(1) 输入信号里必须存在一些噪音，这些噪音必须是白噪音，功率平均分配在整个有用的频带内。
(2) 噪声的幅度必须能够对输入信号产生足够大的影响，以使得ADC转换的结果能随机的翻转至少1位，否则的话所有的输入信号将会转换出同样的值，对这些值进行的抽取操作将不会带来精度的提高。

注：这里可以参考链接部分文章《基于STM32的过采样技术研究与实现》

4 程序实现

在我自己的程序中并没有完全按照参考资料里实现，我的程序：

    while (1)    {        ADC_ConvertedValueLocal =(float) ADC_ConvertedValue/4096*3.3; //读取AD转换的值，这里的变量ADC_ConvertedValue就是AD转换的值        printf("\r\n The current AD value = %d \r\n", ADC_ConvertedValue);         printf("\r\n The current AD value = %f V \r\n",ADC_ConvertedValueLocal);     for(h=0;h<10;h++)        {        //这里的最外层循环是为了连续10次打印转换的值，方便观察            for(j=0;j<500;j++)            {                for(i=0;i<MAX;i++)                    {                             DmaAdcbuff[i]=ADC_ConvertedValue;//将AD转换后的值存放到数组中，用来做累加和Delay(10);  //做一个短暂的延时Adctemp=DmaAdcbuff[i]+Adctemp;  //将AD转换值累加求得R+2p位的值                    }                     Adctemp8=Adctemp;                        Adctemp4=Adctemp;                        Adctemp8=Adctemp8>>8;  //右移8位得到的是12位的精度                        Adctemp4=Adctemp4>>4;  //右移4位得到16位的精度                    //printf("16λ¾«¶ÈΪ£º%d\n",Adctemp4);                    //printf("12λ¾«¶ÈΪ£º%d\n",Adctemp8);                    Adctemp=0;                    sum=sum+Adctemp4;            }            adcaverage=sum/500;  //将16位精度的值取500次，也就是多次采样求平均值            sum=0;            printf("adcaverage=%d\n",adcaverage); //打印出16位精度连续取500次值再求得的平均值    }     Delay(0xffffee);      }

5 注意事项
(1)在程序中ADC的采样频率为9MHz,显然在电子秤这类的采样中采样频率过高，可以选择降低ADC采样频率的方法进一步提高精确度。
(2)更多详细的内容可以参考百度文库的一篇文章《基于STM32的过采样技术研究与实现》，这篇文章分析的比较好，我自己也基本是按照这篇文章的思路来写的程序。本篇博客只是我自己的一点心得体会，写的不好的地方多多关照。

《基于STM32的过采样技术研究与实现》
网址为：
http://wenku.baidu.com/link?url=5r_i7r38zSqDF0-cQlWqSBp64UHeXmPKAMGgnKk4u-FYkYdzgltG5btIFz6x0Wyi_8Q8MzoRdo4AHVhGs9MN4fxigSqJUC3O1XPjzefCdeC