AD采集电压，转换后的数值波动大

星辰落1991 2019-01-03 10:41:31

采集一路电压，这路电压，示波器测试有一个25KHZ的方波

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dceacho 2019-01-03

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你看下你的采样频率是多少

简介:PulseSensor是一款用于脉搏心率测量的光电反射式模拟传感器。将其佩戴于手指、耳垂等处，通过导线连接可将采集到的模拟信号传输给Arduino等单片机用来转换为数字信号，再通过arduino等单片机简单计算后就可以得到心率数值，此外还可将脉搏波形通过串口上传到电脑显示波形。PulseSensor是一款开源硬件，目前国外官网上已有其对应的开源arduino程序和上位机Processing程序，其适用于心率方面的科学研究和教学演示，也非常适合用于二次开发。 pulsesensor官网地址（可以下载到开源arduino代码和processing代码，附件中也有包含）: https://pulsesensor.myshopify.com/ 原理:传统的脉搏测量方法主要有三种:一是从心电信号中提取；二是从测量血压时压力传感器测到的波动来计算脉率；三是光电容积法。前两种方法提取信号都会限制病人的活动，如果长时间使用会增加病人生理和心理上的不舒适感。而光电容积法脉搏测量作为监护测量中最普遍的方法之一，其具有方法简单、佩戴方便、可靠性高等特点。光电容积法的基本原理是利用人体组织在血管搏动时造成透光率不同来进行脉搏测量的。其使用的传感器由光源和光电变换器两部分组成，通过绑带或夹子固定在病人的手指或耳垂上。光源一般采用对动脉血中氧和血红蛋白有选择性的一定波长（500nm~700nm）的发光二极管。当光束透过人体外周血管，由于动脉搏动充血容积变化导致这束光的透光率发生改变，此时由光电变换器接收经人体组织反射的光线，转变为电信号并将其放大和输出。由于脉搏是随心脏的搏动而周期性变化的信号，动脉血管容积也周期性变化，因此光电变换器的电信号变化周期就是脉搏率。根据相关文献和实验结果，560nm波长左右的波可以反映皮肤浅部微动脉信息，适合用来提取脉搏信号。本传感器采用了峰值波长为515nm的绿光LED，型号为AM2520，而光接收器采用了APDS-9008，这是一款环境光感受器，感受峰值波长为565nm，两者的峰值波长相近，灵敏度较高。此外，由于脉搏信号的频带一般在0.05~200Hz之间，信号幅度均很小，一般在毫伏级水平，容易受到各种信号干扰。在传感器后面使用了低通滤波器和由运放MCP6001构成的放大器，将信号放大了330倍，同时采用分压电阻设置直流偏置电压为电源电压的1/2，使放大后的信号可以很好地被单片机的AD采集到。使用:1.有线连接方式 2.无线连接方式附件说明:1.本店收集整理的公开资料: 下载地址:https://pan.baidu.com/s/1hqiOgHA（资料较大，放在百度网盘中） 2.本店独家编写的多个配套程序（附件的源代码里） 3.本店独家编写的中文说明书 4.PulseSensor传感器应用示范 a.PulseSensor传感器与Arduino UNO连接使用 b.PulseSensor传感器与STM32F103C8T6开发板连接使用 c.PulseSensor传感器与STC12C5A60S2开发板连接使用 5.上位机显示界面 6.手机APP显示（通过蓝牙传输）传感器及相关开发板和模块购买:PulseSensor心率脉搏传感器在淘宝店有售，地址:https://shop108071095.taobao.com/ 传感器购买地址:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.84... 更多程序和需求请联系淘宝客服。

空气质量检测仪，主要功能测量温湿度、PM2.5 现在这种仪器在淘宝上销售的很多，在此开源一款小尺寸PCB的空气质量检测仪，主要测量温湿度和PM2.5值。后续可能会增加甲醛的测量，当然二氧化碳和燃气也可以做出来，不过二氧化碳传感器价格太高，甲醛传感器准备采用TVOC传感器。下面分别说明一下各种传感器选型情况: 系统采用STM8S003F3作为主控，IAR作为编译器。一、温湿度传感器选型问题温湿度的测量是最常见的测量，传感器价格从低到高，性能也相差很多。相对湿度的计算是要通过温度来完成的。想当年做高精度镜面露点仪的时候，测量的湿度是用露点法，（通过逐渐降低空气的温度，使空气中的水分凝结成露水，当温度值恰恰在凝结露水的那一点的时候，称作露点。）其测量精度可以达到0.1摄氏度。测量时间大概需要20分钟甚至更长。绝对湿度（露点）换算成相对湿度值必须以温度作为辅助计算，这也就是为什么温湿度传感器总是一体的原因了。当然了，精密仪器的价格和应用场合毕竟和消费品不同。目前市面上常见的温湿度传感器有广州奥松的DHT11、DHT22等DHT系列产品，和瑞士Sensirion的SHT10等SHT系列。瑞士几家做温湿度传感器的大公司还是很牛的，一致性、重复性做的都很好，当然和镜面露点仪是没办法比的。但是工业上用SHT系列的还是最常见的。而民用则DHT系列最为常见，尤其是DHT11，以其廉价被消费品所接受，但是其测量精度确实一般，手头几个样品的测量结果大概在温度偏差大概是±2度，也就是4度，湿度偏差最大能到10%，也就是±5%，和手册上所说的基本上一致。看来奥松的手册还是很实在的。开源产品我们选最廉价的，毕竟温湿度只是参考值，最终还是以大家自我的舒适感为准，而不是以仪器的显示数值为准。如果对数值要求比较高的话可以更换其他类型的传感器，反正接口预留是I2C的。二、测量PM2.5的传感器选型问题夏普粉尘传感器是最常用的，一般空气净化器上面用的也都是夏普传感器。夏普二代更是数字型，省去了自己做AD采集的麻烦。但是问题也很明显，就是夏普的采用的红外测量方法对传感器内壁的清洁程度要求较高，一旦使用时间过长（北方大概三五天），内部积灰就会影响测量结果，导致偏差较为严重。凡是采用这款传感器的空气净化器恐怕其对空气质量的灵敏度也会随着传感器本身的偏差而越来越差。更重要的是我们测量PM2.5，用夏普的传感器，需要对电压进行标定，并转换成PM2.5值。这里要说一下PM2.5的定义，是直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。而大颗粒物并不算在其中，所以其实夏普传感器准确的说是粉尘传感器，不管是不是2.5，统统测量并统一输出，也就是说夏普传感器测量的是一个综合值。这道不是个人所关心的，因为老百姓真正关心的大概也就是这个综合值，而非仅仅是PM2.5，而且综合值和PM2.5也基本是成正比的（微小颗粒物会在空气中聚合成大一些的例子，而大一些的颗粒物也会分解成小一些的颗粒物，这些会根据空气中悬浮颗粒物的多少自己去调整）。所以我们基本认为夏普传感器是准确的。目前市面上的激光式检测仪也越来越多，最早是美国数万元人民币的TSI设备，被中国人盯上以后，有了几百块钱的汉王霾表，而后北京攀藤、济南诺方的激光式传感器也都出来了，而且定价越来越亲民，淘宝价格已经在150-200之间了。激光式传感器解决了夏普传感器长时间测量偏差变大的问题。而且能准确测量出PM1、PM2.5、PM10等等，并且可以数出通过传感器的悬浮颗粒物的个数，然后通过统计学的方法换算成ug/m3，测量精准。其问题是风扇和激光头，因为其寿命行内人士大概都是清楚的，如果选用激光式传感器，则需要考虑如何应用才能延长其寿命，算下来，两三年倒也是可以的。那么我这次选择的激光式传感器是六度的HLPM025，主要原因是这款传感器是朋友的杰作，我能拿到最低的价格。而且根据手头几个样品的测试结果，感觉比攀藤的更好。主要原因是攀藤的金属外壳会导致其测量结果不稳定。经检查，攀藤传感器的金属外壳是直接接到其系统内部的参考地上，在淘宝上固然能够宣称“漂亮的金属外壳”作为其噱头，但是实际测量结果是，手一旦碰到其外壳上，就会引起测量数值的波动，当然长时间触摸就没有问题了。而且拆掉其金属外壳后，测量值飘忽不定。而六度的传感器HLPM025则不会产品这种情况，因为他们根本没必要使用金属屏蔽外壳。另一个让我选择六度传感器的原因是，攀藤传感器做了数值稳定的功能，当PM2.5数值在某个范围内波动的时候，他不会显示出实时值，而是以固定数值的形式存在，好看固然好看，而我更喜欢有点波动的感觉，因为这样才是更符合空气流动性的情况，就像是汉王霾表，他的测量数值一直是在跳动的。而六度的传感器则和汉王霾表输出的情况类似，如果需要做成相对稳定输出的话，我可以直接在程

本课程是《朱有鹏老师单片机完全学习系列课程》第1季第16个课程，主要讲解AD转换和DA转换。目标是理解模拟量和数字量的概念，并且学会使用AD转换来采集现实世界的模拟量。

ADC模块采集电压流程 STM32 大部分系列都是使用SAR 逐次逼近型电压采集 VIN是采集的模拟输入口，VREF表示参考电压。Sa PIN和内部ADC的开关。Sb 接地开关。电压采集阶段电压采集阶段就是内部电容充电的过程。Sb闭合后ADC内部（这里称之为采样保存电路，并不是转换器核心）的电容会进行充电，这个过程需要消耗一定的时间。一但采集完成，相当于复制了一份模拟输入引脚的电压值。采集阶段完成后这个时候VIN已经不需要了，也就是说这个Pin 上的电压已经采集完毕。等效电路就是VIN对电容2

AD采样点的电压多少有点起伏波动，经运放放大后电压的波动如果超过ADC的分辩率，则显示的值会出现波动。波动如果十分大的话，建议在硬件上滤波，相反，如果波动较小，你可以用软件滤波方法解决这个问题。 1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法）A、方法：根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A）每次检测到新值时判断：如果本次值与上次...

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