STM32G071开发笔记：使用定时器触发ADC规则采样以避免PWM开关噪声

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背景阐述：

导致问题的原因：

解决方案：

实验方案：

实验验证：

可改进的地方

结尾

RT：笔者在做一个项目的时候遇到了一个因为PWM开关噪声干扰导致ADC采样波动大的问题，经过2天的研究终于想到了一个比较好的办法，这个方法不一定适合所有项目，但和我当前项目匹配度高，大家可以借鉴。

背景阐述：

上面的原理图中的工作方式：PWM信号经过MOS管开关通过控制占空比的方式控制通过负载RL的电流大小，R13是这个负载的采样电阻，他负责把流过负载的电流变成电压的形式后让放大器放大以后送入单片机的ADC端口进行采样。

但是这种控制方式有一个问题就是当MOS打开的时候R13上的电压升高，当MOS关闭的时候R13上的电压随之下降，在50KHz频率的调制下，R13电阻上的电压伴随着MOS的开关噪音和不断开关负载的间断电流，这给ADC采样到会是一个波动非常大的电流曲线，这是我们并不想看到的结果。

下图是ADC开启DMA连续采样电流的波形曲线

红色是计算后得到的实际电流，紫色是ADC通道数据，黑色是经过滤波后的ADC通道数据，可以看到还是有比较明显的抖动。

导致问题的原因：

因为开启了ADC-DMA的连续电流采样，致使电流采样率非常高(ADC采样率已经调到最低)，而且MOS还存在寄生电容、寄生电感、开关噪音等影响，所以采样到的曲线非常的抖动。

解决方案：

设想的办法：MOS以52.3KHz的开关频率进行开关，如果我把ADC的采样时间和PWM的工作周期进行同步那理论上就可以避开MOS在开启和关断的影响。为了验证我的猜想是否可行，使用以下的实验来证明。

实验方案：

打开STM32CubeMx 进行ADC的配置：

勾选需要的通道

关闭 连续转换模式(Continuous Conversion Mode)

关闭 不连续转换模式(Discontinuous Conversion Mode)

开启DMA连续请求

选择外置触发转换源：定时器1 触发输出事件2

选择外置转换边缘：选择上升沿和下降沿(提高采样速度)

触发频率选择：高频率模式

接下来是定时器1的配置：

时钟源选择：内部时钟

定时器分频选择 ：1

定时器重装载值：600

打开自动重装载

触发事件(TRGO2)：选择定时器更新事件

无需开启定时器中断

这里大家可能会有疑问重装载的值和分频为什么是1和600，这里解释一下MOS管的调制频率是52.3Khz，根据公式可以得知1/52300 约等于 19us 的周期，用定时器计算器计算得到如下结果：

实验验证：

接下来我们编译测试看波形效果如何。

下载看到波形后我简直不敢相信，我甚至以为下载错了代码，并重新确认了代码是没问题的，

这足以证明我这个想法是正确的，为了证明这个不是巧合，我尝试把定时器重装载值改成599。

左边是600重装载值，右边是599重装载值，可以看到当周期偏移了以后采样的波纹质量急剧下降，由此证明这并不是巧合。

可改进的地方

在这个笔记中我们是多开了一个定时器1来完成ADC的采样触发（为了更好的讲解），如果定时器不太够的情况下，可以使用PWM的发生定时器作为ADC的采样触发源，配置方法都一样，只需要把触发源改成用于发生PWM的定时器即可。

结尾

至此这个项目的实验到这里就结束了。

当有一个好的想法的时候一定要勇于尝试，做一个实验或许就可以验证这个想法是否可用，在这个项目中我也走了不少弯路才尝试出来现在一点点的成果，我无私分享出来就是想让大家少走点弯路。

如果大家也有更好的点子也可以通过评论区分享。