过采样提高12位ADC的精度

背景：

1. 过去传统的按键都是机械按键，随着威廉希尔官方网站 的发展也出现了触摸按键，但是机械按键不能泡水，寿命也比较短。触摸按键也没法有很多水或泡沫等，金属面板还不能使用。
2. 压感就应运而生，可以应用于不同的面板，还防水防油，寿命也很长。
3. 压感不但可以应用于按键，还可以应用于刷头等，提升了产品的体验。

概述：

1. 深圳瑞浒科技有限公司专注于压力传感器的研发。
2. 标准电键传感器RH101、多键标准传感器、压力按键定制模块以及家电、手机、电子烟、无线耳机和电动牙刷等多领域，不断为3C、家电、卫浴等行业客户带来更高效、更优质的综合解决方案，是一家基于新型压感材料和印刷工艺的高科技公司，专业研发、生产、制造和检测压力传感器以及提供配套服务。
3. 正常使用压力传感器需要专门的高精度ADC采集芯片，比如M68等专用芯片。
4. 为了减少成本普及客户的应用，可以采用普通的12bit ADC MCU来实现压力方案.
5. 目前该方案在STM32上面已经有实测和验证ok，如下是详细的实现过程和测试数据.

压感知识补充：

1. 瑞浒科技的压感是电阻桥式的压感，如下图所示：
2. 给压感供电：比如VCC供电3.3v，然后采集两个信号的差值SIG+和SIG-得到实际按压的力度检测，来实现各种方案。
3. 压感信号比较小，大概uv级别，所以需要专用的高精度的ADC芯片来采集和处理。

压感应用实物概览：

**过采样方案(理论依据)： **

1. 因为压感信号比较小，假如单独用12位ADC采集是不够的。
2. 假如压感供电3.3v，大概计算12位ADC的1ADC = 805uV。没法识别几十或几百uv的压感信号，所以得增加识别精度。
3. 用过采样方式来提高：软件上，把12bitADC扩展为16bit数据，有效位数为14bit，原理为每隔0.625ms采集一次传感器信号，每16次ADC数据相加的和，即为16bit的ADC数据，有效位数为14bit，最后2bit的数据为无效数据。假如直接以16bit的数据进行运算可以提高ADC精度，有效14bitADC对应 1ADC=201uV 假如按压压感信号可以到几百uV那么就可以省去高精度ADC的MCU。

**过采样方案(电路图)： **

1. LDO给MCU和压感供电：

2. 12位ADC的MCU和压感：
   

**过采样方案(参考代码)： **

int main(void)

{

//初始化ADC，GPIO，TIMER等

Init_All_Driver();



while (1)

{

    //定时0.625ms

    if (time3_ms625_time_out_flag)

    {

				time3_ms625_time_out_flag = 0;

				

				//看门狗喂狗

				IWDG_ReloadCounter();

				

				  //获取ADC值

				  ADC_Get_Data(key_adcdata);

				  g_adc_sum += (key_adcdata[2] - key_adcdata[1]);

				  g_10ms_cnt++;

				

				  if(g_10ms_cnt >= 16)         

					{

				      g_10ms_cnt = 0;

						

			

						  //压感ADC处理

						  key_rawdata[1] = g_adc_sum;

						  g_adc_sum = 0;

        

						

						  //ADC数据处理

							ADC_DealWith();



							//按键处理

							Button_DealWith();

				



							//按键模式切换

							Button_Mode_Pro();

						

							//时间计时

							Key_Time_Pro();

						

							

							

					}

        

    }

}

}

**过采样方案(对比测试数据)： **

**结论(过采样是可行的)： **

1. 从上面实际测量的数据对比看：过采样可以提升精度，从而可以省去专用高精度ADC芯片，来采集压感信号。
2. 假如直接用12bit采集压感信号，只有在施加很大压力的时候,信号非常大的时候才可以采集到信号。

**总结(压感降成本使用对比)： **

1. 传统使用方式：

2. 低成本方案，省掉高精度AD芯片，直接用主控采集压感：