Amostragem com GPADC¶

Esta nota reúne as orientações de ADC para as famílias SF32LB52x, SF32LB55x, SF32LB56x, SF32LB57x e SF32LB58x. O fluxo de software é compartilhado, mas os limites de entrada, a atribuição dos PADs e os pontos de calibração variam entre as famílias. Antes de configurar o hardware ou o firmware, identifique a família de destino nas tabelas.

O GPADC é o conversor analógico-digital (ADC) de uso geral da SiFli, destinado a medições como sinais de sensores e tensão da bateria. Ele é distinto do ADC de áudio presente nas famílias SF32LB52x, SF32LB56x, SF32LB57x e SF32LB58x e do ADC sigma-delta presente nas famílias SF32LB55x e SF32LB58x. Esta nota trata somente do GPADC; para os outros conversores, consulte a documentação de áudio ou sigma-delta da família de destino.

Escopo do ADC e modelo de canais¶

As notas de aplicação do SDK para SF32LB52x, SF32LB55x, SF32LB56x e SF32LB58x usam oito canais ADC, de GPADC_CH0 a GPADC_CH7, para fontes analógicas como saídas de sensores e medições da tensão da bateria. O mapa de canais ADC do SDK para SF32LB57x define doze canais: PA28–PA38 correspondem a GPADC_CH0–GPADC_CH10, e o canal de detecção da bateria é GPADC_CH11 (identificado como BAT no mapa do SDK). O guia de hardware do SF32LB57x identifica o sinal correspondente no encapsulamento como VBAT ou VBATS, conforme a variante de alimentação. Uma leitura válida depende do canal escolhido, da rede de entrada e da calibração de software específica do dispositivo.

O SF32LB52x tem uma rota dedicada de detecção da bateria em GPADC_CH7 (BAT): o exemplo do SDK informa que esse canal é conectado a VBAT por meio de um divisor interno e que o fator de conversão de tensão da bateria do SDK é aplicado à leitura. Já GPADC_CH7 corresponde ao PAD externo PB32 no SF32LB56x e a PB39 no SF32LB58x. O canal de detecção da bateria do SF32LB57x é GPADC_CH11; use o sinal VBAT ou VBATS correspondente à variante de alimentação e respeite os limites próprios desse domínio. O fato de um canal ter uma conexão de placa relacionada à bateria não o torna um canal dedicado de bateria integrado ao chip.

Características do ADC e rede de entrada¶

Os limites máximos de entrada indicados acima aplicam-se às entradas GPADC normais; os canais dedicados à detecção da bateria têm conexões e limites próprios. O exemplo do SF32LB55x usa um divisor de 1 MΩ / 220 kΩ com tempo de estabilização RC de 157 ms. A tabela consolidada do guia SF32LB56x indica 470 kΩ / 1000 kΩ e 200 ms para SF32LB52x, SF32LB56x e SF32LB58x; ela não faz essa recomendação para o SF32LB57x. No 57x, siga o caminho de detecção da bateria e os limites documentados para a referência exata, sem extrapolar esses valores de resistência nem esse tempo de estabilização. Essas recomendações se aplicam a redes divisoras externas. Em particular, a rota dedicada GPADC_CH7 do SF32LB52x já usa um divisor interno. Não acrescente outro divisor externo, a menos que o projeto da placa de destino exija isso. A tolerância dos resistores afeta a precisão; quando o projeto usar um divisor externo, calibre essa rede separadamente na produção.

Para a medição externa da bateria no SF32LB55x, o FAQ de ADC do OpenSiFli mostra um divisor de 1 MΩ / 220 kΩ com resistores de 1%. Os valores elevados reduzem a corrente de fuga contínua do divisor; a tolerância de 1% limita o erro da relação de divisão e ajuda a manter a precisão. A saída do divisor é o ponto de teste do ADC, não a própria tensão da bateria. Ao adaptar essa referência, consulte o esquemático e os limites elétricos do dispositivo de destino.

No esquemático de referência do SF32LB55x, a linha VBAT passa pelo resistor R125 (1 MΩ) até o nó PB10_BAT_DET_ADC. O resistor R126 (220 kΩ) e o capacitor C118 (0,1 µF) conectam esse nó ao terra em paralelo. Trate esses valores como referência e confirme-os no esquemático e nos limites elétricos do dispositivo de destino.

Alimentação analógica e referência¶

A alimentação analógica e a configuração dos pinos de referência variam conforme a família. Consulte o esquemático do dispositivo de destino; não presuma que todas as variantes GPADC usam os mesmos pinos de referência:

O par GPADC_VREFP / GPADC_VREFN do SF32LB58x não é equivalente ao pino único GPADC_VREF usado em outras famílias. O esquemático do SDK também mostra componentes de filtragem específicos por família; use o circuito e os valores de componentes da referência exata do dispositivo. Nunca aplique alimentação diretamente a um pino de referência GPADC. AVDD33_ANA é a alimentação analógica; quando disponível, AVSS33_ANA é o terra analógico.

Configurar o PAD do ADC¶

Antes de iniciar a amostragem, configure o PAD de entrada selecionado para a função analógica. Os exemplos genéricos de API do guia são:

HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PB08, 0);
HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PB13, 0);

Essas chamadas demonstram a API para configurar pinos analógicos; elas não definem o PAD a ser usado em cada família. Selecione a entrada física conforme o mapa de canais:

As fontes da SiFli divergem quanto ao mapeamento dos PADs do SF32LB52x: a nota de aplicação ADC específica do SF32LB52x indica, para a revisão A0, o seguinte mapeamento entre os PADs externos PB08, PB10, PB12, PB13, PB16, PB17, PB18, PB19 e os canais GPADC_CH0–GPADC_CH7; já a tabela ADC consolidada do guia SF32LB56x lista PA28–PA34 para GPADC_CH0–GPADC_CH6 e BAT para GPADC_CH7. A linha do SF32LB52x acima segue a tabela consolidada e não deve ser tratada como um mapeamento universal para toda a família 52x. Antes de rotear as trilhas ou configurar o GPADC de um componente 52x, confirme o modelo e a revisão exatos na configuração de multiplexação de pinos do SDK correspondente e no esquemático da placa; não combine os dois mapeamentos.

O SF32LB57x tem mais quatro canais ADC: PA36 corresponde a GPADC_CH8, PA37 a GPADC_CH9, PA38 a GPADC_CH10, e o sinal de detecção da bateria corresponde a GPADC_CH11 (BAT no mapa do SDK; VBAT ou VBATS no guia de hardware, conforme a variante de alimentação). Esse canal pertence ao domínio de medição da bateria e tem uma faixa diferente das entradas GPADC comuns. Nas variantes alimentadas a 3,3 V, o guia especifica uma faixa de medição GPADC de 0–4,5 V para VBATS; não substitua esse limite pela classificação de 4,7 V do pino. Portanto, o mapa de 12 canais não pode ser usado como se fosse um dos mapas de oito canais acima.

Somente no SF32LB55x, também é possível atribuir diretamente um canal GPADC ao PIN, por exemplo: HAL_PIN_Set(PAD_PB08, GPADC_CH0, PIN_NOPULL, 0). Não reutilize essa atribuição específica em outra família.

Ler um canal ADC¶

O SiFli-SDK registra o ADC como um dispositivo de medição da tensão da bateria; o guia usa bat1 como nome padrão do dispositivo. Pela interface de dispositivos do RT-Thread, localize o dispositivo, abra-o somente para leitura, habilite o canal desejado e leia o valor bruto:

uint32_t channel = 1;
uint32_t value;
rt_device_t dev = rt_device_find("bat1");

if (dev) {
    rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_RDONLY);
    rt_device_control(dev, RT_ADC_CMD_ENABLE, (void *)channel);
    rt_device_read(dev, channel, &value, 1);
}

No nível HAL, leia o resultado da conversão com HAL_ADC_GetValue(&hadc, slot). Passe o identificador ADC inicializado e o número do slot configurado para a conversão; confirme que esse slot corresponde ao canal e ao PAD pretendidos.

Calibração do ADC e conversão de tensão¶

O guia representa a conversão por uma relação linear:

Offset é o valor bruto correspondente a 0 V; Ratio é o incremento de tensão por contagem bruta. A calibração de fábrica compensa variações de fabricação, mas o guia também descreve um método de calibração em dois pontos para o caminho de entrada já montado:

1. Aplique duas tensões precisas e estáveis e leia os valores ADC correspondentes.
2. Use as duas tensões de calibração especificadas para a família de destino; não use 0 V nem a tensão máxima de entrada.
3. Use sifli_adc_calibration para calcular e armazenar o ratio e o offset.
4. Converta as leituras brutas posteriores com esses valores de calibração e considere a relação do divisor ao informar a tensão da fonte.

A implementação de referência define ADC_RATIO_ACCURATE como 1000 e inicializa adc_vol_offset e adc_vol_ratio com 200 e 3930, respectivamente. Essa função auxiliar legada ilustra o cálculo linear, mas não substitui o fluxo de calibração disponível na versão do SDK do dispositivo de destino. Quando houver suporte, use a API de calibração do HAL ou do driver do dispositivo.

Faixas de calibração do SF32LB55x¶

O FAQ de ADC do OpenSiFli detalha o fluxo de calibração do SF32LB55x. Durante sifli_adc_init, a configuração de fábrica na Flash, identificada por FACTORY_CFG_ID_ADC, fornece as leituras de calibração armazenadas. sifli_adc_calibration calcula o offset e o ratio lineares a partir dessas leituras; as amostras seguintes usam o cálculo sifli_adc_get_mv correspondente à faixa selecionada.

São documentadas duas faixas de calibração:

• Faixa X1: 0,3 V e 0,8 V. O bit 15 dos valores de calibração armazenados está definido, fazendo a implementação selecionar a faixa baixa. A precisão diminui perto de 0 V e acima de 1 V. Nessa faixa, GPADC_ADC_CFG_REG1_ANAU_GPADC_ATTN3X fica desabilitado; portanto, o divisor interno não atua e a tensão no ponto de teste do ADC não pode exceder 1,1 V.
• Faixa X3: 1,0 V e 2,5 V. Esse é o método de calibração anterior. Ele habilita GPADC_ADC_CFG_REG1_ANAU_GPADC_ATTN3X, ativando o divisor interno com atenuação de 3×; a entrada não pode exceder 3,3 V.

Não escolha a faixa de calibração apenas com base na tabela: confira a configuração de fábrica e a implementação do SDK para o chip de destino. Os comportamentos X1 e X3 descritos aqui são específicos do material do SF32LB55x e não devem ser generalizados para outras famílias.

Há uma diferença entre versões da documentação para o SF32LB52x: a nota consolidada de aplicação do ADC lista 1,0 V e 2,5 V para a calibração em dois pontos, enquanto a referência atual da API HAL identifica a faixa X1 como padrão para SF32LB52X, com pontos de 0,3 V e 0,8 V. Não trate esses pares como padrões intercambiáveis. Antes de selecionar os pontos de calibração ou a tensão de entrada permitida, verifique a versão exata do SDK, os dados de fábrica e a faixa de calibração usada em tempo de execução.

static uint32_t adc_vol_offset = 200;
static uint32_t adc_vol_ratio = 3930;
#define ADC_RATIO_ACCURATE 1000

int sifli_adc_get_mv(uint32_t value)
{
    return (value - adc_vol_offset) * adc_vol_ratio / ADC_RATIO_ACCURATE;
}

int sifli_adc_calibration(uint32_t value1, uint32_t value2,
                          uint32_t vol1, uint32_t vol2,
                          uint32_t *offset, uint32_t *ratio)
{
    uint32_t gap1, gap2;

    if (offset == NULL || ratio == NULL) return 0;

    gap1 = (value1 > value2) ? (value1 - value2) : (value2 - value1);
    gap2 = (vol1 > vol2) ? (vol1 - vol2) : (vol2 - vol1);

    if (gap1 == 0) return 0;

    *ratio = gap2 * ADC_RATIO_ACCURATE / gap1;
    adc_vol_ratio = *ratio;
    *offset = value1 - (vol1 * ADC_RATIO_ACCURATE / adc_vol_ratio);
    adc_vol_offset = *offset;

    return adc_vol_offset;
}

Validar a calibração após a inicialização e o despertar¶

Ao depurar a medição da tensão da bateria no SF32LB55x, o FAQ de ADC do OpenSiFli alerta que as leituras feitas nos primeiros 300 ms, aproximadamente, após a inicialização ou o despertar podem estar incorretas devido à carga e descarga do circuito RC. A forma de onda observada se estabiliza após cerca de 350 ms. Aguarde o tempo adequado antes de amostrar ou descarte as primeiras leituras instáveis. Ao medir o nó do divisor com um multímetro ou osciloscópio, considere a impedância de entrada do instrumento: segundo o FAQ, ela pode causar uma queda de aproximadamente 30 mV.

Verificar o pino ADC do SF32LB55x após standby e despertar¶

Na entrada PB10 de medição da bateria do SF32LB55x, confira a configuração do pino antes de entrar em standby e depois do despertar. Antes da inicialização, PB10 fica com o pull-up interno habilitado por padrão. Em pinmux.c, configure-o como PIN_NOPULL e PIN_ANALOG_INPUT; caso contrário, o pull-up pode continuar ativo e provocar leituras ocasionalmente altas.

Verificação inicial¶

Antes de implementar aquisição multicanal ou cíclica, valide um canal com uma entrada estável, medida de forma independente:

1. Confirme o mapeamento do PAD e a configuração analógica da família de destino.
2. Verifique se a saída do divisor permanece dentro do limite do ADC dessa família.
3. Compare os valores brutos e calibrados com a tensão aplicada.
4. Registre as condições do divisor e da calibração no relatório de teste da placa.

Ao conectar o log UART do SF32LB56x a um PC externo, confira se o nível de referência do adaptador serial corresponde à tensão de I/O do chip. O FAQ de ADC do OpenSiFli alerta que usar referência de 5 V com I/O de 3,3 V pode reduzir bastante as leituras do ADC; por exemplo, uma bateria de 4 V pode ser indicada como 3,3 V.

Fontes oficiais¶

• Guia de uso e configuração do ADC do SF32LB52x
• Guia de uso e configuração do ADC do SF32LB55x
• Guia de uso e configuração do ADC do SF32LB56x
• Guia de uso e configuração do ADC do SF32LB57x
• Guia de uso e configuração do ADC do SF32LB58x
• Referência da API HAL do ADC do SF32LB52x — definições da faixa de calibração padrão.
• Guia de projeto de hardware do SF32LB57x — armazenamento e fabricação — atribuição de canais e PADs do GPADC.
• Guia de Projeto de Hardware do SF32LB57x — Sistema Mínimo e Alimentação — conexões de alimentação analógica e referência, além dos limites de medição da bateria específicos de cada variante.
• FAQ de ADC do OpenSiFli — faixas de calibração de fábrica e validação do SF32LB55x após inicialização, standby e despertar, além de recomendações sobre o nível do log UART do SF32LB56x.

Última atualização: 2026-10-21