MAX11120-MAX11128是12位/10位/8位外部参考和业界领先的1.5MHz，全线性带宽，高速，低功耗，串行输出连续逼近寄存器（SAR）模数转换器（adc）。MAX11120-MAX11128包括内部和外部时钟模式。这些设备在内部和外部时钟模式下都具有扫描模式。内部时钟模式具有内部平均以提高信噪比。外部时钟模式采用SampleSe技术，这是一种用户可编程的模拟输入通道序列器。SampleSet方法为多通道应用提供了更大的测序灵活性，同时减轻了微控制器或DSP（控制单元）通信开销。 之前使用过不少模数转换器ADC，如TI、ADI的；这是第一次使用这个美信集成的模数转换器。本来是用来采集一个光电传感器输出的信号用来检测液体位置使用，同时也用来检测温度使用。经过一周的摸索才完全掌握使用模式和方法，在对这个芯片的配置和数据读取过程中，我也在网上进行大量搜索没有发现可以参考的；然后我也使用当下热门的人工智能Deepseek和豆包进行了提问编程，也没能完全解决问题，最后通过反复查看书册解决。所以将用法写下来，给AI提供素材。

内容概要：本文详细探讨了在16bit SAR ADC设计中，利用Split ADC结构和LMS算法进行电容失配数字校正的方法。首先介绍了传统SAR ADC因电容失配导致的线性度问题，然后阐述了Split ADC的工作原理及其优势。接着，通过MATLAB代码展示了如何构建带有随机失配的电容阵列，并实现了LMS算法用于动态调整校准系数。文中还讨论了LMS算法的关键参数选择，如步长μ的设定以及输入信号的要求。最后，通过实验验证了校准前后的性能提升，特别是有效位数（ENOB）从11.2位提高到了15.6位。 适合人群：从事模拟电路设计、ADC设计的研究人员和技术人员，尤其是关注高精度ADC设计和数字校正算法的人群。 使用场景及目标：适用于希望深入了解Split ADC结构和LMS算法在高精度SAR ADC设计中的应用，旨在解决电容失配带来的线性度问题，提高ADC的有效位数和整体性能。 其他说明：文中提供了详细的MATLAB代码片段，帮助读者更好地理解和实现所介绍的技术。同时提醒了一些常见的陷阱和注意事项，如步长参数的选择、噪声处理等。

"入门首选：8bit逐次逼近型SAR ADC电路设计成品，基于SMIC 0.18工艺，3.3V供电，采样率500k，含电路文件和详细设计文档",8bit逐次逼近型SAR ADC电路设计成品 入门时期的第三款sarADC，适合新手学习等。 包括电路文件和详细设计文档。 smic0.18工艺，单端结构，3.3V供电。 整体采样率500k，可实现基本的模数转，未做动态仿真，文档内还有各模块单独仿真结果。 ,关键词：8bit SAR ADC；电路设计成品；入门第三款；学习适用；电路文件；详细设计文档；smic0.18工艺；单端结构；3.3V供电；整体采样率500k；模数转换；未做动态仿真；仿真结果。,"初探者必学：8位SAR ADC电路设计成品，smic0.18工艺，单端结构3.3V供电"

8bit逐次逼近型SAR ADC电路设计成品 入门时期的第三款sarADC，适合新手学习等。 包括电路文件和详细设计文档。 smic0.18工艺，单端结构，3.3V供电。 整体采样率500k，可实现基本的模数转换，未做动态仿真，文档内还有各模块单独仿真结果。 逐次逼近型SAR ADC（Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter）是一种模数转换器，它通过逐次逼近的方法将模拟信号转换为数字信号。本文所介绍的8位逐次逼近型SAR ADC电路设计成品，是针对入门阶段学习者的第三款设计，提供了电路文件和详细设计文档，非常适合初学者进行实践学习和研究。 该SAR ADC采用smic0.18微米工艺制造，具有单端结构，并且由3.3V供电。其整体采样率为500k，能够实现基本的模数转换功能。尽管在设计文档中提到未进行动态仿真，但包含了各个模块单独的仿真结果，这为学习者提供了一个详细的参考，帮助他们理解每个模块的作用和工作原理。 逐次逼近型SAR ADC的原理基于逐次逼近寄存器的位权试探，它从最高有效位开始，依次向最低有效位逼近，通过比较电路输出与输入模拟电压的差异，确定每一位的数字输出。这种转换方式相比其他类型如闪存（Flash）或积分（Integrating）ADC来说，在功耗和面积上有一定的优势，且在中等速度和中等精度的应用场合表现良好。 在设计文档中，学习者可以找到SAR ADC电路的各个模块的设计和分析，比如采样保持电路（Sample and Hold, S/H）、比较器（Comparator）、逐次逼近寄存器（SAR）以及数字控制逻辑等。采样保持电路负责在转换期间保持输入信号的稳定，比较器则用于判断输入信号和DAC（数字模拟转换器）输出信号的大小关系，逐次逼近寄存器根据比较结果确定数字输出，而数字控制逻辑则负责整个转换过程的时序控制。 由于SAR ADC的结构相对简单，它也较易于集成，适合在各种便携式和低功耗应用中使用，如传感器数据采集、仪器仪表等。在设计文档中，学习者可以通过仿真结果来观察各模块的功能表现，通过实际电路的搭建和测试来理解理论与实践之间的差异，进而掌握SAR ADC的设计流程。 此外，设计文档还应包括了关于smic0.18工艺的介绍，这对于理解电路性能参数和进行工艺优化是有益的。学习者可以通过对工艺参数的深入学习，了解工艺的选择如何影响电路的性能，例如速度、功耗、噪声等，并在后续的设计中加以应用。 对于初学者而言，掌握逐次逼近型SAR ADC的设计和仿真，不仅有助于理解模数转换器的工作原理，还能增强其对数字电路设计的综合能力。通过实际操作和文档的学习，可以为更复杂的系统设计打下坚实的基础。 8位逐次逼近型SAR ADC电路设计成品为新手提供了一个理想的学习平台，通过提供的电路文件和详细的设计文档，初学者可以全面地了解和掌握SAR ADC的设计过程和相关知识，为今后的专业发展奠定坚实的基础。

在探讨STM32F103微控制器使用HAL库实现ADC单通道数据采集，并通过DMA（Direct Memory Access）进行数据转存，最后通过串口通信将数据输出的整个流程时，我们首先需要理解几个关键的技术概念。 STM32F103是ST公司生产的一款广泛应用于嵌入式领域的Cortex-M3内核的微控制器。它具备丰富的外设接口和灵活的配置能力，特别适用于复杂的实时应用。ADC（Analog-to-Digital Converter）是一种模拟到数字转换器，用于将模拟信号转换为数字信号，这是将真实世界中的物理量如温度、压力、光强等转换为微控制器可处理的数据形式的关键步骤。STM32F103具有多达16个外部通道的12位模数转换器。 HAL库是ST官方提供的硬件抽象层库，它为开发者提供了一套标准的编程接口，可以屏蔽不同型号STM32之间的差异，使开发者能够更专注于应用逻辑的实现，而不是底层的硬件操作细节。 DMA是直接内存访问的缩写，这是一种允许硬件子系统直接读写系统内存的技术，无需CPU的干预。这对于提高系统性能尤其重要，因为CPU可以被解放出来处理其他任务，而不必浪费资源在数据拷贝上。 整个流程涉及到几个主要的步骤：通过ADC采集外部信号，将模拟信号转换为数字信号。然后，利用DMA进行数据的内存拷贝操作，将ADC转换得到的数据直接存储到内存中，减少CPU的负担。通过串口（USART）将采集并存储的数据发送出去。 在编写程序时，首先需要初始化ADC，包括配置采样时间、分辨率、触发方式和数据对齐方式等。接着初始化DMA，设置其传输方向、数据宽度、传输大小和内存地址。之后将DMA与ADC相关联，确保两者协同工作。 当ADC采集到数据后，DMA会自动将数据存储到指定的内存区域，这一过程完全由硬件自动完成，不需要CPU介入。通过串口编程将内存中的数据格式化后发送出去。在这个过程中，CPU可以继续执行其他的程序任务，如处理采集到的数据、进行算法计算或者响应其他外设的请求。 实现上述功能需要对STM32F103的硬件特性有深入的理解，同时熟练运用HAL库提供的函数进行编程。开发者需要正确配置STM32CubeMX或者手动配置相应的库函数来完成初始化和数据处理流程。 了解了这些基础知识后，具体的实现过程还需要参考STM32F103的参考手册、HAL库函数手册和相关的应用笔记。这些文档会提供关于如何设置ADC，配置DMA，以及初始化串口的详细步骤和代码示例。 STM32F103的HAL库编程不仅要求程序员具备扎实的硬件知识，还要求能够熟练使用HAL库进行程序设计。通过实践和不断调试，可以加深对微控制器工作原理和编程模型的理解，这对于开发复杂的应用系统至关重要。 由于DMA的使用极大地提升了数据处理的效率，因此在许多需要连续高速数据采集的场合，如信号处理、图像采集和通信等领域，STM32F103结合HAL库和DMA的使用变得十分常见和有效。

STM32F407是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款基于ARM Cortex-M4内核的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统设计。该芯片拥有高性能、低功耗的特点，内置浮点运算单元（FPU），适用于数字信号处理和实时控制任务。在本例程中，我们将探讨如何利用STM32F407的数字模拟转换器（DAC）功能来输出正弦波。 了解DAC是关键。DAC是数字世界与模拟世界之间的桥梁，它将数字信号转换为模拟电压信号。STM32F407具有2个独立的12位DAC通道，可以输出0到3.3V范围内的连续电压。在音频、电机控制、电源管理等领域，DAC的应用非常广泛。 在STM32F407的固件库中，关于DAC的操作主要涉及以下几个部分： 1. **初始化配置**：使用HAL_DAC_Init()函数对DAC进行初始化，包括设置分辨率、输出缓冲器、触发源等参数。例如，我们可能需要设置DAC触发源为软件触发，以便在程序控制下产生连续的正弦波。 2. **DAC通道配置**：通过HAL_DAC_ConfigChannel()函数配置DAC通道的具体参数，如电压范围、数据对齐方式等。 3. **数据传输**：生成正弦波的关键在于计算合适的电压值并将其写入DAC寄存器。这通常通过循环实现，每个循环代表正弦波的一个周期，根据角度或时间步进更新数据。可以使用数学库（如CMSIS DSP库）中的sin()函数生成精确的正弦波形。 4. **触发DAC转换**：一旦配置完成，使用HAL_DAC_Start()启动DAC转换，然后在每次循环中调用HAL_DAC_SetValue()函数更新 DAC通道的输出电压。如果配置为软件触发，那么在每个循环的末尾，我们需要调用HAL_DAC_Start_IT()开启中断服务，让硬件自动在下一个周期开始时触发新的转换。 5. **中断处理**：当配置为中断触发时，需要编写中断服务程序以处理DAC转换完成事件。在这里，你可以更新正弦波的当前位置，并准备下一次的数据。 6. **错误处理**：固件库提供了HAL_DAC_ErrorCallback()函数，用于处理可能出现的错误，如配置错误或通信故障。确保正确地处理这些错误以保证系统的稳定性。 在实际应用中，可能还需要考虑以下因素： - **同步问题**：如果你需要多个DAC通道输出同步的正弦波，需要确保它们的触发和数据更新同步。 - **滤波**：由于DAC输出可能会有噪声，可能需要通过低通滤波器来平滑信号。 - **采样率与频率**：根据所需的正弦波频率，调整采样率和数据生成速率，以确保波形的精度。 - **功耗优化**：根据应用需求，可以开启或关闭DAC的低功耗模式以节约能源。 通过STM32F407的固件库和适当的编程技巧，我们可以轻松实现DAC输出正弦波的功能。这个例程为学习和理解如何使用STM32F407的DAC功能提供了一个很好的起点，同时也展示了如何将理论知识应用于实践。

静态技术规格中，我们探讨了静态技术规格以及它们对DC的偏移、增益和线性等特性的影响。这些特性在平衡双电阻 (R-2R) 和电阻串数模转换器 (DAC) 的各种拓扑结构间是基本一致的。然而，R-2R和电阻串DAC的短时毛刺脉冲干扰方面的表现却有着显著的不同。　　我们可以在DAC以工作采样率运行时观察到其动态不是线性。造成动态非线性的原因很多，但是影响最大的是短时毛刺脉冲干扰、转换率/稳定时间和采样抖动。　　用户可以在DAC以稳定采样率在其输出范围内运行时观察短时毛刺脉冲干扰。图1显示的是一个16位R-2R DAC，DAC8881上的此类现象。　　图1　　这个16位DAC (R-2R) 输出显示了

在DAC基础知识：静态技术规格中，我们探讨了静态技术规格以及它们对DC的偏移、增益和线性等特性的影响。这些特性在平衡双电阻 （R-2R） 和电阻串数模转换器 （DAC） 的各种拓扑结构间是基本一致的。然而，R-2R和电阻串DAC的短时毛刺脉冲干扰方面的表现却有着显著的不同。

STM32F4系列微控制器是ST公司推出的高性能ARM Cortex-M4F核心的MCU产品，广泛应用于工业控制、医疗设备、汽车电子等领域。这些微控制器以出色的性能和丰富的外设支持而备受青睐，特别是在需要处理复杂算法和高性能数据采集的场合。在这个给定的文件信息中，涉及到的关键技术点包括时钟触发ADC（模数转换器）、双通道采样、DMA（直接内存访问）传输、FFT（快速傅里叶变换）以及波形显示。 时钟触发ADC是指使用定时器的输出作为ADC采样的触发源，这样可以实现对外部事件的精确同步采样。在实际应用中，这种同步机制可以保证在特定时刻对信号进行采样，从而提高数据采集的精度和可靠性。 双通道采样则意味着一次可以采集两个模拟信号，这在需要同时监控多个信号源的应用场景中非常有用，比如在电力系统中同时监测电压和电流。双通道采样使得系统可以更高效地利用硬件资源，并减少了对多个独立ADC模块的需求。 DMA传输是一种允许外设直接读写系统内存的技术，无需CPU介入即可完成数据传输。在STM32F4这类微控制器中，DMA技术的运用极大地提高了数据处理的效率，尤其是在高速数据采集和处理的场合，可以显著减少CPU的负载。 FFT是一种数学算法，用于快速计算序列或信号的离散傅里叶变换及其逆变换。在本文件所涉及的内容中，FFT用于信号频率的测量，即通过将时域信号转换为频域信号来分析信号的频率成分。FFT在频谱分析、图像处理、通信系统等领域有广泛的应用。 采样频率可变显示波形涉及到将采集到的数据以波形的形式在显示屏上实时呈现。对于需要实时观察信号变化的应用来说，这是一种非常直观的手段。可变的采样频率意味着系统可以在不同的采样率之间切换，以适应不同的信号特性或测试需求。 将以上技术点结合在一起，文件所描述的项目是一个完整的信号采集和处理系统。该系统可以应用于多种需要实时信号分析的场合，例如在实验室环境下进行信号分析、在工业现场进行设备故障诊断、或者是在电子竞技设备中进行数据的实时监测和分析。 这个文件涵盖了在STM32F4微控制器上实现的复杂信号处理流程，从精确的信号采集、高效的数据传输、到快速的信号分析，并最终将结果以图形方式展现。这一整套解决方案展示了STM32F4微控制器强大的处理能力和丰富的功能特性，能够应对多样化的高性能信号处理需求。

在工业环境中，3V数模转换器（DAC）在±10V电压摆幅驱动下的应用是一个常见的需求，尤其是在工业控制领域，如可编程逻辑控制器（PLC）、发送器、电机控制等方面。DAC通常用于将数字信号转换为模拟信号，而±10V的模拟信号常被用于驱动高精度的工业设备和仪器。 使用3.3V的DAC并将其输出放大到±10V的优点在于3.3VDAC相较于±10VDAC具有更高的逻辑完整性以及更高速率的逻辑接口，能够减轻微控制器的工作负担，使其可以处理其他任务。此外，3.3VDAC有可能被集成在大规模的3.3V供电芯片内，比如微控制器，这样的芯片无法提供±10V的输出摆幅。此外，某些外部负载可能要求一定的输出电流驱动能力或者驱动容性负载，这时±10VDAC可能无法满足需求。 一个典型的3V DAC在±10V中应用的电路设计包括五个主要部分：DAC、基准源、偏置调节、基准源缓冲器和输出缓冲器。DAC负责将数字信号转换为相对于基准点的电压。偏置电路调节DAC的单极性传递函数，从而产生双极性输出，并进行0V输出点的校准。基准源缓冲器为基准源提供负载隔离并进行失调调节。输出缓冲器则将偏置电压叠加到信号上，并提供必要的增益，将输出摆幅扩展到所需的±10V范围，同时提供一定的负载驱动能力。 以图1a所示的电路为例，它展示了如何通过使用3.3V供电的DAC和运算放大器来获得±10V的输出摆幅。该电路使用MAX6133A作为2.5V的基准源，MAX5443作为16位、3.3V供电的串行DAC，OP07A作为精密运算放大器，以及MAX5491A和MAX5423作为精密电阻网络。DAC(U2)的输出范围为0至2.5V，经过运算放大器U3的同相输入端放大到8倍增益，而反相输入端则加上一个+1.429V的偏置电压，由基准和电阻分压网络产生。这样，DAC的0V输出和满量程输出2.5V分别对应于±10V的电压摆幅。 在工业控制应用中，零点失调误差是一个关键参数。在本例中，MAX5443具有±2LSB失调误差和±10LSB增益误差，这些指标通常足以满足多数应用需求。然而，为了将DAC输出转换为双极性信号，可能需要使用偏置电路和数字电位器进行进一步的校准。数字电位器可以帮助调整零点输出，从而校正因偏置电路而产生的误差。 运算放大器U3作为增益电阻网络的运算放大器，其选择和配置由负载需求决定。应当考虑运算放大器的最大电压摆幅、最大驱动电流、容性负载、短路保护和ESD保护等因素。电阻网络则为基准源提供负载隔离和失调调节，而数字电位器则可用于进一步微调电路的输出。 将3V DAC应用于±10V电压驱动环境需要通过电路设计来调整和放大输出信号，以满足工业控制等领域的特定需求。通过精心设计电路和选择合适的组件，可以实现高性能的信号转换和驱动能力，以满足工业应用的严格标准。