MSP430F5529 ADC参考

淩亂°似流年 2022-05-19 09:42 307阅读 0赞

MSP430F5529 ADC参考笔记

# 1.ADC12\_A初始化参数 #

typedef struct ADC_MemMap
    {
      union
      {
        uint16_t CTL0;
        struct
        {
          uint16_t SC             :1;  /* ADC12 Start Conversion */
          uint16_t ENC            :1;  /* ADC12 Enable Conversion */
          uint16_t TOVIE          :1;  /* ADC12 Timer Overflow interrupt enable */
          uint16_t OVIE           :1;  /* ADC12 Overflow interrupt enable */
          uint16_t ON             :1;  /* ADC12 On/enable */
          uint16_t ADCREFON       :1;  /* ADC12 Reference on */
          uint16_t REF2_5V        :1;  /* ADC12 Ref 0:1.5V / 1:2.5V */
          uint16_t MSC            :1;  /* ADC12 Multiple SampleConversion */
          uint16_t SHT0           :4;  /* ADC12 Sample Hold 0 Select */
          uint16_t SHT1           :4;  /* ADC12 Sample Hold 1 Select */
        };
      };
      union
      {
        uint16_t CTL1;
        struct
        {
          uint16_t ADBUSY         :1;    /* ADC12 Busy */
          uint16_t CONSEQ         :2;    /* ADC12 Conversion Sequence Select */
          uint16_t SSEL           :2;    /* ADC12 Clock Source Select */
          uint16_t DIV            :3;    /* ADC12 Clock Divider Select */
          uint16_t ISSH           :1;    /* ADC12 Invert Sample Hold Signal */
          uint16_t SHP            :1;    /* ADC12 Sample/Hold Pulse Mode */
          uint16_t SHS            :2;    /* ADC12 Sample/Hold Source */
          uint16_t CSTARTADD      :4;    /* ADC12 Conversion Start Address */
        };
      };
      union
      {
        uint16_t CTL2;
        struct
        {
          uint16_t REFBURST       :1;    /* ADC12+ Reference Burst */
          uint16_t ADCREFOUT      :1;    /* ADC12+ Reference Out */
          uint16_t SR             :1;    /* ADC12+ Sampling Rate */
          uint16_t DF             :1;    /* ADC12+ Data Format */
          uint16_t RES            :2;    /* ADC12+ Resolution */
          uint16_t TCOFF          :1;    /* ADC12+ Temperature Sensor Off */
          uint16_t PDIV           :1;    /* ADC12+ predivider 0:/1 1:/4 */
        };
      };
      uint16_t RESERVED_1[2];
      uint16_t IFG;
      uint16_t IE;
      uint16_t IV;
      struct
      {
          uint8_t INCH            :4;     /* ADC12 Input Channel Select*/
          uint8_t REF             :3;     /* ADC12 Select Reference */
          uint8_t EOS             :1;     /* ADC12 End of Sequence */
      }MCTL[16];
      uint16_t MEM[16];
    }volatile * ADC_MemMapPtr;
    
    #define ADC12_SSEL_ADC12OSC 0
    #define ADC12_SSEL_ACLK 1 
    #define ADC12_SSEL_MCLK 2
    #define ADC12_SSEL_SMCLK 3 
    
    #define ADC12_SREF_0 0
    #define ADC12_SREF_1 1
    #define ADC12_SREF_2 2
    #define ADC12_SREF_3 3
    #define ADC12_SREF_4 4
    #define ADC12_SREF_5 5
    #define ADC12_SREF_6 6
    #define ADC12_SREF_7 7
    
    #define ADC_BASE_PTR ((ADC_MemMapPtr)__MSP430_BASEADDRESS_ADC12_PLUS__)

## 1.1 初始化的通道及引脚 ##

typedef enum
    {
      ADC_CH0        =BIT0,  //P6.0
      ADC_CH1        =BIT1,  //P6.1
      ADC_CH2        =BIT2,  //P6.2
      ADC_CH3        =BIT3,  //P6.3
      ADC_CH4        =BIT4,  //P6.4
      ADC_CH5        =BIT5,  //P6.5
      ADC_CH6        =BIT6,  //P6.6
      ADC_CH7        =BIT7,  //P6.7
      ADC_CH8        =BIT8,  //VeREF+ //外部正基准
      ADC_CH9        =BIT9,  //VeREF- //外部负基准
      ADC_CH10       =BITA,  //片内温度传感器
      ADC_CH11       =BITB,  //(AVCC-AVSS)/2
      ADC_CH12       =BITC,  //P7.0
      ADC_CH13       =BITD,  //P7.1
      ADC_CH14       =BITE,  //P7.2
      ADC_CH15       =BITF,  //P7.3
      ADC_CH_NUM     =16u,   //通道数量
    }ADC_CHn;       //通道

## 1.2 参考电压 ##

typedef enum
    {
      ADC_VREF_1_5V         ,  //内部1.5V
      ADC_VREF_2_5V         ,  //内部2.5V
      ADC_VREF_3_3V         ,  //供电电压作为参考电压
      ADC_VREF_External     ,  //使用外部提供参考电压
    }ADC_VREF;         //参考电压

值得注意的是，参考手册里面解释如下  
![3][]  
单片机的采样电压是不允许超过参考电压：

Nadc=4095∗Vin−VR−VR\+−VR−  N a d c = 4095 ∗ V i n − V R − V R + − V R −

从参考公式来看，必须小于参考电压，如果超过参考电压，输出只能到最大参考电压，并且还会可能烧坏单片机。

## 1.3 转换精度 ##

typedef enum
    {
      ADC_8bit              ,  //8 位精度,最大值256-1
      ADC_10bit             ,  //10位精度,最大值1024-1
      ADC_12bit             ,  //12位精度,最大值4096-1
    }ADC_Resolution;   //精度

# 2 初始化 #

/******************************************************************************* * 函数名称：ADC_Init(uint16_t ch,ADC_VREF Vref,ADC_Resolution nBit) * 功能说明：ADC初始化一个或多个ADC通道 * 参数说明： uint16_t ch :要初始化的通道 ADCVREF Vref :参考电压 ADC_Resolution nBit :转换精度 * 函数返回：无 ********************************************************************************/
    void ADC_Init(uint16_t ch,ADC_VREF Vref,ADC_Resolution nBit)
    {
      ADC12->ENC = DISABLE; //先对该位复位，否则置位后有些寄存器不能再进行操作
      uint16_t SREF_RegValue = 0u;
      switch(Vref)           //选择参考电压
      {
      case ADC_VREF_1_5V:
        REFCTL0 &=~ REFMSTR;                //把REF参考电压控制权交给ADC
        ADC12->ADCREFON = BIT_SET;
        ADC12->REF2_5V = RESET;
        SREF_RegValue = ADC12_SREF_1;       //使用内部提供的参考电压
        break;
      case ADC_VREF_2_5V:
        REFCTL0 &=~ REFMSTR;
        ADC12->ADCREFON = BIT_SET;
        ADC12->REF2_5V = BIT_SET;
        SREF_RegValue = ADC12_SREF_1;       //使用内部提供的参考电压
        break;
      case ADC_VREF_External:      
        P5SEL |= BIT0;       //VeREF+
        P5SEL |= BIT1;       //VeREF-
        SREF_RegValue = ADC12_SREF_2;       //使用外部参考电压
      case ADC_VREF_3_3V:
        SREF_RegValue = ADC12_SREF_0;       //使用电源电压作为参考电压,
        break;
      default :break;
      }
      //初始化通道
      uint16_t CH_Mask = 0x01;
      for(uint8_t CH_Num=0; CH_Num < ADC_CH_NUM; CH_Num++)
      {
        if(ch & CH_Mask)   //要初始化的通道
        {
          if((CH_Mask & InitialedChannel_Bit) == 0)   //如果该通道未被初始化过 
          {
            ADC12->MCTL[InitialedChannel_Num].INCH = CH_Num;
            ADC12->MCTL[InitialedChannel_Num].REF  = SREF_RegValue;//参考电压选择，通道设置
            ADC_Channel_Bit[InitialedChannel_Num] = CH_Mask;//将该通道初始化标志置位 InitialedChannel_Bit |= CH_Mask; //置位已初始化的通道标志位
            InitialedChannel_Num ++;//初始化的通道数加1
          }
          else //如果是之前已经初始化过的通道，则要在这里从新设置一下，只设置通道参考电压
          {
            ADC12->MCTL[ADC_GetChanelNum((ADC_CHn)CH_Mask)].REF = SREF_RegValue;//改变参考电压 
          }
        }
        CH_Mask <<= 1;
      }
      if(InitialedChannel_Num > 1)                 //有多个通道时要加上序列通道结束位
      {
        for(int i=0; i<(InitialedChannel_Num-1); i++)   //前面所有通道序列结束位清零
        {
          ADC12->MCTL[i].EOS = RESET;
        }
        ADC12->MCTL[InitialedChannel_Num-1].EOS = BIT_SET;  //最后一通道加上序列通道转换结束位
      }
      //一般配置
      ADC12->SHT0 = M0_M7_SAMPLE_HOLD_TIME; //0-7通道采样与保持时间
      ADC12->SHT1 = M8_M15_SAMPLE_HOLD_TIME;//8-15通道采样与保持时间
      ADC12->ON = BIT_SET;/ 采样时间，AD内核开启
      ADC12->MSC = BIT_SET;
      ADC12->SSEL = ADC12_SSEL_ADC12OSC;//时钟选择
      ADC12->SHP = BIT_SET;
      //有多个通道时设为序列通道单次转换模式,单个通道时设为单通道单次转换模式 
      ADC12->CONSEQ = (InitialedChannel_Num > 1) ? BIT_SET : RESET;        
      //设置ADC精度
      ADC12->RES = nBit;    
      //开启时钟
      UCS->MODOSC_REQEN = BIT_SET; //ADC使用的是MODCLK 所以在这里配置该时钟，约5MHz左右
      //配置通道为第二功能
      if(ch & 0x00ff)
      {
         GPIO_MultiBits_Init(P6,(ch & 0x00ff),GPI | SEL);
      }
      if(ch & 0xf000)
      {
         GPIO_MultiBits_Init(P7,((ch & 0xf000)>>12),GPI | SEL);
      }
      if(ch & ADC_CH10) //如果使用了温度传感器通道，则开启温度传感器
      {
        ADC12->TCOFF = RESET;
      }
      ADC12->ENC = ENABLE;     //该位必须在初始化完成后再置位
      //DELAY_MS(5); //延时等待参考电压建立
    }

这里采样与保持间隔

//宏定义ADC12MEM8 to ADC12MEM15采样与保持时间 0-15
    #define M8_M15_SAMPLE_HOLD_TIME 3
    //宏定义ADC12MEM0 to ADC12MEM7 采样与保持时间 0-15
    #define M0_M7_SAMPLE_HOLD_TIME 3

注意点  
1. 初始化后所有通道精度相同，即所有通道转换精度只取决于最后一次配置的精度  
2. 所有通道内部参考电压只能使用1.5或2.5V中的一种

**使用示例**：

ADC_Init(ADC_CH1+ADC_CH3,ADC_VREF_1_5V,ADC_10bit);        
    //同时初始化两个通道，使用内部提供的1.5V参考电压，10位精度

# 3.采样实例 #

/*!
    * COPYRIGHT NOTICE
    * Copyright (c) 2016,CTGU-GB
    * All rights reserved.
    * * * @file       main.c
    * @brief      MSP430F5529 平台主程序
    
    * @author     CTGU-GB
    * @version    v2.7
    * @date       2016-11-26
    */
    #include "include.h"
    double adcDataTest[20];
    /*******************************************************************************
    * 函数名称：ADC_Filter(u32 num,double *adcDataStorage)
    * 功能说明：ADC滤波函数
    * 作者：klaus 邮箱：xcf2016a@outlook.com
    * 参数说明：uint8_t num 输入滤波数据个数
    * double *adcDataStorage：滤波数组
    * 函数返回：滤波结果
    ********************************************************************************/
    double ADC_Filter(uint8_t num,double *adcDataStorage)
    {
      uint8_t i,j,k;
      uint8_t noswap=1;
      double adc_sum_tmp=0,adc_ave_tmp=0;
    
      for(i=0;i<num-1;++i){ for(j=0;j<num-i-1;++j) { if(adcDataStorage[j]>adcDataStorage[j+1]){
     adcDataStorage[j]=adcDataStorage[j]+adcDataStorage[j+1];
     adcDataStorage[j+1]=adcDataStorage[j]-adcDataStorage[j+1];
     adcDataStorage[j]=adcDataStorage[j]-adcDataStorage[j+1];
     noswap=0;
     }
     }
     if(noswap) break;
      }
      for(k=2;k<num-2;k++)adc_sum_tmp += adcDataStorage[k]; //adc_sum_tmp -= (adcDataStorage[0]+adcDataStorage[1]+adcDataStorage[num-2]+adcDataStorage[num-1]); adc_ave_tmp=adc_sum_tmp/(num-4); adc_sum_tmp=0; return adc_ave_tmp; } void main() { DisableInterrupts(); //禁止总中断 LED_Init(LED_ALL); //LED灯初始化 OLED_Init(); ADC_Init(ADC_CH2,ADC_VREF_3_3V,ADC_10bit); //初始化通道,P6.1 while(1) { int i; for(i=0;i<20;i++) { adcDataTest[i]=ADC_ReadChanelOnce(ADC_CH2)*3.3/1023; DELAY_MS(10); } double ad = ADC_Filter(20,adcDataTest); OLED_PrintfAt(FONT_ASCII_8X16,0,0,"ADValue:\n%.3f V",ad); //在指定位置打印 } }

[3]: /images/20220519/6d807229854b4a61a50dddabe8d25202.png