为什么 PIC32 上的某些模拟引脚在断开连接时报告为零，而其他模拟引脚则报告非零？

Question

我正在使用 PIC32MX534F064L (数据表），并尝试阅读其一些模拟引脚（标记为 AN0 至 AN15）。

由于这些引脚都没有连接到任何东西，我希望读取到零值。相反，在 AN0 到 AN5 上，我读取了 650 到 900 之间的值。仅从其余部分（AN6 到 AN15）我得到的值为零。

当每个引脚连接到源时，它们会正确报告。每个引脚（AN0 到 AN15）将报告 0（表示 0.0V）和 1023（表示 3.3V）。

我尝试对值进行成对采样，并分别对每个值进行采样。无论是一起采样还是分开采样，AN0 都会报告非零值（通常在 700-800 左右），AN13 将报告 0。

我的第一个想法是我未能正确设置 ADC。这是我的代码：

#include <stdio.h>
#include <plib.h>

unsigned int an0;
unsigned int offset;
char buffer[100];

int main(void)
{
  SYSTEMConfigPerformance(72000000L);
  CloseADC10();

  #define ADC_CONFIG1 ADC_MODULE_ON | ADC_FORMAT_INTG | \
                      ADC_CLK_AUTO | ADC_AUTO_SAMPLING_ON
  #define ADC_CONFIG2 ADC_VREF_AVDD_AVSS | ADC_OFFSET_CAL_DISABLE | \
                      ADC_SCAN_OFF | ADC_SAMPLES_PER_INT_2 | \
                      ADC_ALT_BUF_ON | ADC_ALT_INPUT_ON
  #define ADC_CONFIG3 ADC_CONV_CLK_INTERNAL_RC | ADC_SAMPLE_TIME_15
  #define ADC_CONFIGSCAN SKIP_SCAN_ALL
  #define ADC_CONFIGPORT ENABLE_AN0_ANA

  SetChanADC10( ADC_CH0_NEG_SAMPLEA_NVREF | ADC_CH0_POS_SAMPLEA_AN0 );
  OpenADC10( ADC_CONFIG1, ADC_CONFIG2, ADC_CONFIG3, \
             ADC_CONFIGPORT, ADC_CONFIGSCAN );
  EnableADC10();

  while ( ! mAD1GetIntFlag() ) { }

  while (1)
  {
    offset = 8 * ((~ReadActiveBufferADC10() & 0x01));
    an0 =  ReadADC10(offset);
    sprintf(buffer, "AN0 = %u", an0);
  }

  return 0;
}

查看 PIC 的数据表，我注意到两件事：

1. 引脚 AN0 到 AN5（错误报告非零值的引脚）也是 CNx 引脚。这些引脚是“更改通知”引脚，旨在当引脚上的值发生变化时引发中断。

2. 有一个可以在所有 CNx 引脚上启用的“弱上拉”。

因此，我尝试使用以下行禁用“弱上拉”：

mCNClose();

这会禁用所有 CNx 引脚及其上拉。可悲的是，这没有帮助。当我检查 CN 上拉寄存器的值时（CNPUE

我还能尝试什么？我的代码中做错了什么吗？

Answer 1

那么，你的期望是错误的！

源的最小输入电阻应仅为几千欧姆，请检查数据表。
如果 ADC 引脚悬空（未连接），内部寄生电流的不可预测值将导致测量值大于 0。请记住 ADC 采样电容器只有几个 pF 容量，因此悬空引脚也可以在外部 EM 的宽电压范围内振荡（电磁）影响。
因此，在 ADC 引脚上连接至少 1M 电阻来下拉电压，下拉电阻的阻值取决于 ADC 采样时间。如果 ADC 采样时间短，则减小电阻的下拉值。

编辑：
查看数据表第214页参数AD17：模拟电压推荐阻抗源为 5 KOhms。 AD15 表示最大。 ADC 输入引脚上的漏电流可为 +/-0.61 uA。

Answer 2

这可能只是噪声，因为当没有连接任何东西时输入处于高阻抗。尝试将输入接地（连接到 0V）作为实验 - 然后值应该接近 0。如果您需要在未连接任何东西时将输入设置为零，则将下拉电阻器连接到每个输入（在输入和 0V 之间）降低阻抗 - 10k 欧姆的值就可以了。

Answer 3

不要让引脚处于未连接状态！未连接的引脚本质上是一个天线，可以拾取 Vss 和 Vdd 范围之外的电压。数据表第 2.10 节规定不要让任何引脚保持未连接状态（或者如果这样做，请将它们配置为输出并将它们驱动为低电平。）

如果您想测试 A2D，您可以将引脚配置为数字输出（仅限模拟设置）覆盖数字输入），然后将其驱动为高电平和低电平进行测试。