STM32L4 DFSDM：数字滤波器与外部ΣΔ调制器集成详解

“STM32L4系列微控制器中的数字滤波器模块（DFSDM）用于处理来自外部ΣΔ调制器的数字输出，实现高精度的数据采集和处理。” STM32L4系列微控制器集成了一个专门针对ΣΔ调制器输出的数字滤波器模块（DFSDM），该模块设计用于与市场上的外部独立ΣΔ调制器设备配合工作。ΣΔ调制器是一种基于模拟到数字转换原理的高精度传感器，通常提供差分模拟输入和数字输出。这些调制器能提供约16位的分辨率，并以1位数据流的形式快速输出，数据速率可高达20MHz。主要供应商包括ST、TI和Analog Devices等。 DFSDM模块在STM32L4芯片内实现了对这些外部ΣΔ调制器输出数据的完整后处理过程： 1. **数据接收**：DFSDM能够接收不同串行数据格式的ΣΔ调制器数据流，这允许它与各种不同类型的ΣΔ调制器进行兼容。 2. **数字滤波**：接收到的数据流经过数字滤波处理，最终得到24位的精确结果。数字滤波是提高信号质量、降低噪声和改善信噪比的关键步骤。 3. **安全与应急功能**：除了基本的信号处理，DFSDM还提供了安全和应急功能，确保系统在异常情况下的稳定性和可靠性。 在硬件结构上，STM32L4的DFSDM模块通过一个块图展示了其工作流程。外部ΣΔ调制器产生的数据流首先被接收，然后可能通过DMA或CPU传输到内存缓冲区。DFSDM模块负责从这些缓冲区中读取数据并执行滤波操作。 在通道管理方面，DFSDM支持多种模式： - **注入通道**：可以选择8个通道中的任意一个或全部进行转换。 - **扫描模式**：所有选定的通道依次进行转换，适合多通道连续采样。 - **单通道模式**：仅转换一个指定的通道，适用于单通道应用。 此外，DFSDM还可以根据应用需求配置不同的转换模式，如连续转换或单次转换，增强了系统的灵活性和适应性。 STM32L4的DFSDM模块作为一个内部ADC，与外部的模拟前端部分相结合，为需要高精度模拟信号采集的应用提供了强大的解决方案，例如在音频处理、工业控制、医疗设备等领域。通过DFSDM，开发者可以构建出高效、低功耗且性能出色的系统。