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一、A/D转换的基本工作原理
将时间上连续变化的模拟量转化为脉冲有无的数字量,这一过程就叫做数字化,实现数字化的关键设备是ADC。
ADC:数模转换器,将时间和幅值连续的模拟量转化为时间和幅值离散的数字量,A/D转换一般要经过采样、保持、量化和编码4个过程。
二、CC2530的A/D转换模块
CC2530的ADC模块支持最高14位二进制的模拟数字转换,具有12位的有效数据位,它包括一个模拟多路转换器,具有8个各自可配置的通道,以及一个参考电压发生器。
该ADC模块有如下主要特征:
<1> 可选取的抽取率,设置分辨率(7~12位)。
<2> 8个独立的输入通道,可接收单端或差分信号。
<3> 参考电压可选为内部单端、外部单端、外部差分或AVDD5。
<4> 单通道转换结束可产生中断请求。
<5> 序列转换结束可发出DMA触发。
<6> 可将片内温度传感器作为输入。
<7> 电池电压测量功能。
三、ADC模块的信号输入
端口0引脚可以配置为ADC输入端,依次为AIN0~AIN7:
<1> 可以把输入配置为单端输入或差分输入。
<2> 差分输入对:AIN0~AIN1、AIN2~AIN3、AIN4~AIN5、AIN6~AIN7。
<3> 片上温度传感器的输出也可以作为ADC的输入用于测量芯片的温度。
<4> 可以将一个对应AVDD5/3的电压作为ADC输入,实现电池电压监测。
<5> 负电压和大于VDD的电压都不能用于这些引脚。
<6> 单端电压输入AIN0~AIN7,以通道号码0~7表示;四个差分输入对则以 通道号码8~11表示;温度传感器的通道号码为14;AVDD5/3电压输入的通道号码为15。
四、ADC相关的几个概念
<1> 序列ADC转换:可以按序列进行多通道的ADC转换,并把结果通过DMA传送到存储器,而不需要CPU任何参与。
<2> 单通道ADC转换:在程序设计中,通过写ADCCON3寄存器触发单通道ADC转换,一旦寄存器被写入,转换立即开始。
<3> 参考电压:内部生成的电压、AVDD5引脚、适用于AIN7输入引脚的外部电压,或者 适用于AIN6~AIN7输入引脚的差分电压。
<4> 转换结果:数字转换结果以2的补码形式表示。对于单端,结果总是正的。对于差分配置,两个引脚之间的差分被转换,可以是负数。 当ADCCON1.EOC设置为1时,数字转换结果可以获得,且结果总是驻留在ADCH和ADCL寄存器组合的MSB段中。
<5> 中断请求:通过写ADCCON3触发一个单通道转换完成时,将产生一个中断,而完成 一个序列转换时,是不产生中断的。当每完成一个序列转换,ADC将产生 一个DMA触发。
<6> 寄存器:ADC有两个数据寄存器:ADCL和ADCH;三个控制寄存器:ADCCON1、ADCCON2、ADCCON3;分别用来配置ADC并返回转换结果。
【1】配置APCFG寄存器
当使用ADC时,端口0的引脚必须配置为ADC模拟输入。要配置一个端口0引脚为一个ADC输入,APCFG寄存器中相应的位必须设置为1。这个寄存器的默认值是0,选择端口0为非模拟输入,即作为数字I/O端口。
注意:APCFG寄存器的设置将覆盖P0SEL的设置。
【2】配置ADCCON3寄存器
单通道的ADC转换,只需将控制字写入ADCCON3寄存器即可。
【3】ADC初始化
主要对端口的功能进行选择,设置其传输方向,并将端口设置为模拟输入。
【4】ADC数据采集
首先将ADCIF标志位清0,接着对ADCCON3寄存器设置,该寄存器一旦被写入,转换立即开启;然后等待ADCIF置1,这时候转换完成,读取数据即可。
/************************************** 程序描述:通过内部 AD 控制把温度信息通过 串口发送给上位机,部分芯片误差 较大,需要校准。手摸着芯片,温度 明显变大。 **************************************/ #include <ioCC2530.h> //#include “InitUART_Timer.h” //注意在 option 里设置路径 #include<stdio.h> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char /*===================UR0初始化函数====================*/ void usart_Init(void) { PERCFG &= ~0x01;//位置 1 P0 口 P0SEL |= 0x0c;//P0_2,P0_3用作串口,第二功能 P2DIR &= ~0XC0; //P0 优先作为 UART0 ,优先级 U0CSR |= 0x80;//UART 方式 U0UCR |= 0x0c; U0GCR |= 11;//U0GCR 与 U0BAUD 配合 U0BAUD |= 216;// 波特率设为 115200 U0CSR |= 0x40;//允许接收 EA = 1;//开总中断 URX0IE = 1;//开串口接收中断 UTX0IF = 0;//UART0 TX 中断标志初始置位 URX0IF = 0;//UART0 RX 中断标志初始置位 } void usart_Send_Byte(uchar c) { U0DBUF = c; while( !UTX0IF );//等待发送完成标志位置1 UTX0IF = 0; } void usart_Send_String(uchar *data,uint len) { while(len--) { usart_Send_Byte(*data++); } } /**************************************************************** 温度传感器初始化函数 ****************************************************************/ void initTempSensor(void) { EA = 0; CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为 32MHZ晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定为 32M CLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为 //DISABLE_ALL_INTERRUPTS(); //关闭所有中断 //InitClock(); //设置系统主时钟为 32M //TR0=0X01; //set ‘1’ to connectthe temperature sensorto theSOC_ADC. //ATEST=0X01; // Enablesthe temperature sensor } /**************************************************************** 读取温度传感器 AD 值函数 ****************************************************************/ float getTemperature(void){ uint value; ADCCON3 = (0x3E); //选择 1.25V 为参考电压;12 位分辨率;对片内温度传感器采样 ADCCON1 |= 0x30; //选择 ADC 的启动模式为手动 ADCCON1 |= 0x40; //启动 AD 转化 while(!(ADCCON1 & 0x80)); //等待 AD 转换完成 value = ADCL >> 4; //ADCL 寄存器低 4 位无效 value |= (((uint)ADCH) << 4); return (value-1367.5)/4.5-4; //根据 AD 值,计算出实际的温度,芯片、 //手册有错,温度系数应该是 4.5 /℃ //进行温度校正,这里减去 4℃(不同芯片根据具体情况校正) } /**************************************************************** 主函数 ****************************************************************/ void main(void) { uchar I; uchar TempValue[6]; float AvgTemp; usart_Init(); //初始化串口 initTempSensor(); //初始化 ADC while(1) { AvgTemp = 0; for(I = 0 ; I < 64 ; I++) { AvgTemp += getTemperature(); AvgTemp=AvgTemp/2; //每次累加后除 2 } /****温度转换成 ascii 码发送****/ TempValue[0] = (unsigned char)(AvgTemp)/10 + 48; //十位 TempValue[1] = (unsigned char)(AvgTemp)%10 + 48; //个位 TempValue[2] = ‘.‘; //小数点 TempValue[3] = (unsigned char)(AvgTemp*10)%10+48; //十分位 TempValue[4] = (unsigned char)(AvgTemp*100)%10+48; //百分位 TempValue[5] = ‘\0‘; //字符串结束符 usart_Send_String( TempValue,6); //Delayms(2000); //使用 32M 晶振,故这里 2000 约等于 1S } }
标签:src data 参考 端口 float 控制 工作 优先级 个数
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