PDF《AN4990 应用笔记》

2018年11月AN4990 Rev

1 [English Rev 1] 1/56

1 AN4990 应用笔记 适用于STM32微控制器的 ∑?数字接口入门 引言 DFSDM(数字滤波器,用于∑?调制器)是一种创新的嵌入式外设,可用于一系列STM32微 控制器(参见表 1:适用产品),对于处理外部模拟信号的应用尤为重要.

虽然DFSDM是纯数字外设,但它可以支持各种外部模拟前端.通过将模拟前端部件(∑? 调制器)保持在微控制器外部,用户可以根据应用要求(模拟量程、噪声、采样速度)灵活 选择模拟属性. 来自Σ-?调制器的原始转换数字数据由DFSDM外设(数字滤波)进行处理.DFSDM配置足 够灵活,可支持各种转换数据属性:输出数据宽度、输出数据速率、输出频率范围. 从应用的角度来看,带有外部模拟前端的DFSDM就像一个ADC转换器.DFSDM中还提供ADC 的典型附加功能,如模拟看门狗、极值检测器和偏移校正. 参考: [TUTORIAL] 在本文档中,[TUTORIAL]指的是以Microsoft? Excel?工作簿形式提供的 DFSDM模拟器,可以使用带有关键字 DFSDM_tutorial 的主页搜索引擎, 可从www.st.com下载. 表1. 适用产品 类型 适用范围 系列、产品线、参考 微控制器 完整系列 STM32L4系列、STM32L4+系列、STM32H7系列 完整产品线 STM32F412产品线、STM32F413/423产品线 STM32F76xxx STM32F765BG、STM32F765BI、STM32F765IG、STM32F765II、 STM32F765NG、STM32F765NI、STM32F765VG、STM32F765VI、 STM32F765ZG、STM32F765ZI、STM32F767BG、STM32F767BI、 STM32F767IG、STM32F767II、STM32F767NG、STM32F767NI、 STM32F767VG、STM32F767VI、STM32F767ZG、STM32F767ZI、 STM32F768AI、STM32F769AG、STM32F769AI、STM32F769BG、 STM32F769BI、STM32F769IG、STM32F769II、STM32F769NG、 STM32F769NI、STM32F769SL STM32F77xxx STM32F777BI、STM32F777II、STM32F777NI、STM32F777VI、 STM32F777ZI、STM32F778AI、STM32F779AI、STM32F779BI、 STM32F779II、STM32F779NI www.st.com 目录 AN4990 2/56 AN4990 Rev

1 [English Rev 1] 目录

1 使用DFSDM的A/D转换原理概述

6 1.1 使用DFSDM的A/D转换基础概念

6 1.2 ∑?调制器

6 1.3 数字滤波器

8 2 ∑?调制原理(外部模拟前端机能,模拟)9 2.1 ∑?调制原理

9 2.2 ∑?调制的优点

11 2.2.1 噪声整形

11 2.2.2 A/D转换的线性

12 2.2.3 可扩展的ADC分辨率

12 2.3 ∑?调制的缺点

13 2.3.1 偏移和增益误差

13 2.3.2 低数据率

13 2.4 ∑?调制器的模拟

14 2.4.1 使用[TUTORIAL]进行模拟

14 3 数字滤波 - 原理和设计

15 3.1 功能描述

15 3.2 Sinc滤波器功能示例 - 提高分辨率

15 3.3 Sinc滤波器的硬件设计

17 4 DFSDM外设操作

22 4.1 框图

22 4.2 DFSDM组件

22 4.2.1 串行收发器

22 4.2.2 并行收发器

23 4.2.3 数字滤波器

23 4.2.4 积分器

23 4.2.5 输出数据单元

23 4.2.6 模拟看门狗

24 4.2.7 短路检测器

24 4.2.8 极值检测器

25 AN4990 Rev

1 [English Rev 1] 3/56 AN4990 目录

3 4.3 DFSDM模拟

25 4.3.1 ∑?调制器原理

25 4.3.2 DFSDM滤波模拟(滤波器和积分器)26 4.3.3 Sinc滤波器的频率特性

27 4.3.4 ∑?调制的噪声整形

28 4.3.5 高阶滤波器操作

31 4.3.6 ∑? DAC模拟

33 4.3.7 高通滤波器模拟

34 4.4 DFSDM的其他功能

35 4.4.1 支持数字麦克风 (MEMS)35 4.4.2 支持波束整形

37 4.4.3 音频时钟支持 - 独立时钟操作

39 4.5 DFSDM功耗优化

40 4.5.1 睡眠模式下的功耗优化

40 5 DFSDM外设配置教程

42 5.1 配置介绍

42 5.2 时钟配置

42 5.3 收发器