M051 ADC的用法

发表于 2016-7-6 19:54

NuMicro™ M05xxBN/DN/DE系列包含一个8通道12位的SAR型模拟 – 数字转换器 (SAR A/D转换器).
A/D 转换器支持四种工作模式: 单次转换模式、突发转换模式、单周期扫描模式和连续扫描模式. A/D 转
换可以通过软件，外部STADC/P3.2引脚启动或者PWM触发(只有M05xxDN/DE)。

特性
 模拟输入电压范围: 0～AVDD .
 12位分辨率和10位精度保证.
 最多 8 路单端模拟输入通道或4路差分模拟输入通道.
 最大 ADC 时钟频率 16MHz.
 高达760k SPS 采样速率.
 四种操作模式
 单次转换模式： A/D在指定通道完成一次转换.
 突发模式： A/D转换在指定单个通道连续进行，并将结果顺序地存入FIFO.
 单周期扫描模式： A/D 转换在所有指定通道完成一次转换（从低序号通道到高序号通
道） .
 连续扫描模式： A/D 转换连续执行单周期扫描模式直到软件停止A/D转换.
 A/D转换开始条件
 软件向ADST 位写1
 外部引脚STADC触发
 PWM触发，启动延迟可以配置(只有M05xxDN/DE)
 每个通道的转换结果存储在相应数据寄存器内，并带有有效和溢出标志.
 转换结果可以和指定的值相比较，当转换结果和比较寄存器的设定值相匹配时，用户可设定
是否产生中断请求.
 通道 7 支持 3种输入源：外部模拟电压, 内部带隙电压和内部温度传感器的输出.

发表于 2016-7-6 20:33

发表于 2016-7-6 20:38

6.4.4 基本配置
ADC引脚通过P1_MFP寄存器配置。推荐关闭模拟输入引脚的数字通路，以避免漏电。用户可以通过配
置P1_OFFD寄存器关闭数字通路。
ADC 外设时钟通过 APBCLK[28] 使能， ADC 时钟源通过 CLKSEL1[3:2] 设定。时钟预分频由
CLKDIV[23:16]决定。
6.4.5 ADC功能描述
A/D转换器通过逐次逼近的方式运行，分辨率为12位。 ADC 共有4种操作模式: 单次转换模式、突发转换
模式、单周期扫描模式和连续扫描模式. 当改变工作模式或使能的模拟输入通道时, 为了防止错误的操
作, 改变之前软件需清 ADST 位为 0 (ADCR 寄存器).
6.4.5.1 ADC 时钟发生器
最大采样率达760K. ADC有4个时钟源可选，可由ADC_S (CLKSEL[3:2])选择, ADC时钟频率由一个8位
分频器按如下公式进行8位预分频:
ADC 时钟频率 = (ADC 时钟源频率) / (ADC_N+1);
8位ADC_N 在寄存器CLKDIV[23:16]中

发表于 2016-7-6 20:39

单次转换模式
在单次转换模式下, A/D 转换只在指定的通道上执行一次，操作流程如下:
1. 当通过软件或外部触发输入使 ADCR 的 ADST =1 时， A/D 转换开始.
2. 当 A/D 转换完成, A/D 转换的结果将存储于相应通道的 A/D 数据寄存器中
3. A/D 转换完成, ADSR 的 ADF 位置 1. 若此时 ADCR 寄存器的 ADIE 位置 1, 将产生 ADC 中断.
4. A/D 转换期间， ADST 位保持为 1。 A/D 转换结束, ADST 位自动清 0 ， A/D 转换器进入空闲
状态。
注1：如果软件使能超过1个通道，只有最小编号的通道被选中，其他通道被忽略
注2：在硬件清除ADST bit之后， M05xxBN中ADST bit必须维持在0至少1个ADC时钟周期，才能再次将ADST
置为1，否则A/D转换器可能不工作。 M05xxDN/DE没有这个限制
注3: 当ADC正在转换时，如果ADST被清成0， BUSY位将被立即清成0， M05xxBN中ADC完成当前转换，将结果保存到
ADDRx寄存器。但是M05xxDN/DE中ADC不完成当前转换， A/D转换直接进入空闲状态

通过ADC驱动，单次转换模式设定流程如下

复制

/* 设定ADC 操作模式为单次模式, 输入模式为单端模式，并使能ADC 转换器 */

ADC->ADCR = (ADC_ADCR_ADMD_SINGLE

| ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END

| ADC_ADCR_ADEN_CONVERTER_ENABLE);

/* 使能模拟输入通道 2 */

_ADC_SET_CHANNEL(1<<2);

/* 安全起见清除A/D 中断标志 */

ADC->ADSR = ADC_ADSR_ADF_Msk;

/* 使能ADC 中断 */

_ADC_ENABLE_ADC_INT();

NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);

/* 启动 A/D 转换 */

_ADC_START_CONVERT();

发表于 2016-7-6 20:40

发表于 2016-7-6 20:42

突发模式
在突发模式下, A/D 转换采样并转换指定的单个通道，将转换结果按序存放到FIFO中（最多8次采
样） . 操作步骤如下:
1. 软件或外部触发置ADCR的ADST位为1, 在序号最小的通道上A/D 转换开始.
2. 当指定通道的A/D转换完成后，结果按序存入FIFO，可以从A/D数据寄存器0读到.
3. A/D转换完成将结果存放到FIFO中时，如果发现FIFO中存储了大于等于4个采样值， ADSR的
ADF位置1. 如果此时ADIE位等于1，就会发生ADC中断.
4. 只要ADST位保持为1，步骤2到步骤3会一直重复. 当ADST位清零时， M05xxBN中ADC控制器
将完成当前转换并进入空闲状态。但是M05xxDN/DE中ADC不完成当前转换，而是立即停止，
A/D转换器直接进入空闲状态.
注1:在突发模式下，如果软件使能多个通道，则序号最小的通道将被转换，其他通道忽略.
注2： M05xxBN中突发模式下， ADC不支持2的补码输出格式， DMOF位必须清成0； M05xxDN/DE中没有
这个限制，突发模式下支持输出2的补码。
通过ADC驱动，突发模式设定流程如下：

复制

/* 设定 ADC 操作模式为突发模式，输入模式为单端模式并使能ADC转换器*/

ADC->ADCR = (ADC_ADCR_ADMD_BURST

| ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END

| ADC_ADCR_ADEN_CONVERTER_ENABLE);

/* 使能通道2 */

_ADC_SET_CHANNEL(1<<2);

/* 安全起见清除 A/D 中断 */

ADC->ADSR = ADC_ADSR_ADF_Msk;

/* 使能 ADC 中断 */

_ADC_ENABLE_ADC_INT();

NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);

/* 启动A/D 转换 */

_ADC_START_CONVERT();

发表于 2016-7-6 20:46

单周期扫描模式
在单周期扫描模式下，从被使能的最小序号通道到最大序号通道按序都将进行一次A/D转换，具体流程
如下:
1. 软件或外部触发使ADCR 寄存器的 ADST 位置1, 从最小序号通道开始 A/D 转换.
2. 每个使能的通道 A/D 转换完成后, A/D 转换结果将依次存放到相应的数据寄存器中.
3. 当所有使能的通道转换都完成后， ADSR的ADF位置1，如果ADC中断使能，则ADC中断发生。
4. ADC完成一轮转换后, ADST 位自动清 0 ， A/D 转换器进入空闲状态。如果在所有被使能通道完
成转换前 ADST 清 0 ， M05xxBN中ADC将完成当前转换，并且序号最小的通道的结果将不可预
知。 M05xxDN/DE中ADC 不完成当前转换， A/D 转换器直接进入空闲状态。注意： M05xxBN中
在硬件清除ADST bit之后， ADST bit必须维持0至少1个ADC时钟周期，才能再次将ADST置为1，
否则， A/D转换器可能不工作
通过ADC驱动，单次循环模式设定流程如下

复制

/* 设定 ADC 操作模式为单周期扫描模式, 输入模式为单端模式并使能ADC转换器 */

ADC->ADCR = (ADC_ADCR_ADMD_SINGLE_CYCLE

| ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END

| ADC_ADCR_ADEN_CONVERTER_ENABLE);

/*使能通道 0, 1, 2 和 3 */

_ADC_SET_CHANNEL(0xF);

/*安全起见清除 A/D 中断*/

ADC->ADSR = ADC_ADSR_ADF_Msk;

/*启动A/D 转换*/

_ADC_START_CONVERT();

/* 等待转换完成*/

_ADC_WAIT_CONVERSION_DONE();

发表于 2016-7-6 20:47

使能通道(0, 2, 3 and 7) 的单周期扫描模式时序图如下:

发表于 2016-7-6 20:48

连续扫描模式
在连续扫描模式下， A/D转换在通过ADCHER寄存器中的CHEN位使能的通道上顺序进行(最多8个ADC
通道). 操作步骤如下:
1. 通过软件或外部触发使ADCR 寄存器的 ADST 位置位，从最小序号通道到最大序号通道的 A/D 转
换开始.
2. 每路 A/D 转换完成后, A/D 转换结果将存储到相应的数据寄存器中.
3. 当被使能的所有通道都完成了一次转换后， ADF 位（ ADSR 寄存器）置1. 如果ADC中断使能，
则ADC中断发生。如果软件没有清零ADST位，则在使能的最小通道号上的转换又一次开始.
4. 只要ADST位保持为1，步骤2到步骤3会一直重复.当ADST清0, M05xxBN 中ADC 控制器将完成当
前转换，被使能的最小序号ADC通道的结果将不可预料。 M05xxDN/DE中ADC不完成当前转
换， ADC直接进入空闲模式
通过ADC驱动，连续循环模式设定流程如下

复制

/* 设定 ADC 操作模式为单周期扫描模式, 输入模式为单端模式并使能ADC转换器 */

ADC->ADCR = (ADC_ADCR_ADMD_CONTINUOUS

| ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END

| ADC_ADCR_ADEN_CONVERTER_ENABLE);

/*使能通道 0, 1, 2 和 3 */

_ADC_SET_CHANNEL(0xF);

/*安全起见清除 A/D 中断*/

ADC->ADSR = ADC_ADSR_ADF_Msk;

/*启动A/D 转换*/

_ADC_START_CONVERT();

/* 等待转换完成*/

_ADC_WAIT_CONVERSION_DONE();

/* 停止 A/D 转换 */

_ADC_STOP_CONVERT();

使能通道(0, 2, 3和7) 连续扫描模式时序图如下:

发表于 2016-7-6 21:15

外部触发输入采样和 A/D 转换时间
单周期扫描模式下， A/D 转换可通过外部引脚触发。当 ADCR寄存器的TRGEN 置位，使能 ADC 外部
触发功能以后，配置 TRGS[1:0] 位为 00b选择来自 STADC 引脚的外部触发输入. 软件可以设定
TRGCOND[1:0] 选择触发方式为上升沿/下降沿或低电平/高电平触发。若选择电平触发, STADC 需保
持定义的电平状态至少 8 个PCLK周期. 在第9个PCLK时钟时ADST 位置位，开始转换，电平触发模式
下，如果外部触发输入保持为有效状态，转换连续进行. 仅当外部触发条件消失才停止。若选择边沿触
发模式，高或低电平状态至少需保持 4 个PLCKs周期. 脉冲短于该值时，将被忽略.
注：使能ADC外设时钟之后，用户必须使能外部触发功能或者使能ADC至少4个PCLKs时钟时间

发表于 2016-7-6 21:43

这个也应该是12位的吧，采样频率也需要tim来确定吧

发表于 2016-7-6 22:17

PWM触发
单周期扫描模式下， ADC转换可以由PWM触发(只有M05xxDN/DE)。当TRGEN设为高使能ADC外部硬
件触发功能时， TRGS[1:0]设为11b选择来自PWM触发的外部硬件触发输入。当PWM触发使能时，设定
PTDT[7:0]可以在PWM触发和ADC开始转换之间插入延迟时间。

比较模式下 AD转换结果监控
NuMicro™ M05xxBN/DN/DE 系列ADC控制器提供2个比较寄存器 ADCMPR0 和ADCMPR1 ，来监控最
多两个指定通道的转换结果。可通过软件设定CMPCH(ADCMPRx[5:0])选择监控的通道， CMPCOND位
用于决定比较条件：转换结果小于或大于等于在CMPD[11:0]中指定的值。如果CMPCOND=0，当转换
结果小于CMPD[11:0]中指定的值时，内部匹配计数器将增加1。如果CMPCOND=1时，当转换结果大于
或者等于CMPD[11:0]中指定的值时，内部匹配计数器将增加1。当CMPCH指定的通道完成转换时，比
较就被自动触发且执行一次。当比较结果和设定值相匹配, 比较匹配计数器将加 1, 否则比较匹配计数器
就清0。当计数器的值和设定值（ CMPMATCNT+1）匹配， CMPF 位将置 1, 如果CMPIE 置位将产生
ADC_INT 中断请求. 在扫描模式下，软件可使用该功能来监控外部模拟输入引脚电压变化而不会增加程
序负载。 .具体逻辑框图如下所示。
注：如果用户使能差分输入模式，转换结果可以用二进制无符号或者2的补码(有符号数)表示。软件可以
设定ADSR寄存器的DMOF[31]位来选择输出格式。 M05xxBN 中当差分输入模式使能时，数字比较功能
不支持2的补码输出格式， DMOF位必须被清成0。

发表于 2016-7-6 22:19

发表于 2016-7-6 22:20

中断源
ADC中断有三个中断源， A/D 转换结束时， A/D转换结束标志ADF将会被置位。 CMPF0和CMPF1是比
较功能的比较标志，当转换结果满足ADCMPR0/1的设定值，相应的标志将被置位。当ADF， CMPF0和
CMPF1这三个标志位其中一个置位，且相应的中断使能位ADCR寄存器的ADIE位，或者ADCMPR0/1中
的CMPIE位被置位， ADC中断将会产生。软件可清零中断标志来撤销中断。

发表于 2016-7-6 23:04

说了那么多该怎么做呢？
先说说，单通道单次扫描

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/****************************************************************************

 * [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url]     main.c

 * [url=home.php?mod=space&uid=895143]@version[/url]  V3.0

 * $Revision: 4 $

 * $Date: 14/01/28 11:44a $

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]    M051 Series ADC Interface Controller Driver Sample Code

 *

 * @note

 * Copyright (C) 2014 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.

 *

 ******************************************************************************/

#include <stdio.h>

#include "M051Series.h"



#define PLL_CLOCK       50000000







/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Define Function Prototypes                                                                              */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void SYS_Init(void);

void UART0_Init(void);

void AdcSingleModeTest(void);





/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Define global variables and constants                                                                   */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

volatile uint32_t g_u32AdcIntFlag;





void SYS_Init(void)

{

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init System Clock                                                                                       */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    /* Enable Internal RC 22.1184MHz clock */

    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk);



    /* Waiting for Internal RC clock ready */

    CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk);



    /* Switch HCLK clock source to Internal RC and HCLK source divide 1 */

    CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLK_S_HIRC, CLK_CLKDIV_HCLK(1));



    /* Enable external XTAL 12MHz clock */

    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_XTL12M_EN_Msk);



    /* Waiting for external XTAL clock ready */

    CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_XTL12M_STB_Msk);



    /* Set core clock as PLL_CLOCK from PLL */

    CLK_SetCoreClock(PLL_CLOCK);



    /* Enable UART module clock */

    CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);



    /* Enable ADC module clock */

    CLK_EnableModuleClock(ADC_MODULE);



    /* Select UART module clock source */

    CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART_S_PLL, CLK_CLKDIV_UART(1));



    /* ADC clock source is 22.1184MHz, set divider to 7, ADC clock is 22.1184/7 MHz */

    CLK_SetModuleClock(ADC_MODULE, CLK_CLKSEL1_ADC_S_HIRC, CLK_CLKDIV_ADC(7));



    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init I/O Multi-function                                                                                 */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    /* Set P3 multi-function pins for UART0 RXD and TXD */

    SYS->P3_MFP &= ~(SYS_MFP_P30_Msk | SYS_MFP_P31_Msk);

    SYS->P3_MFP |= SYS_MFP_P30_RXD0 | SYS_MFP_P31_TXD0;



    /* Disable the P1.0 - P1.3 digital input path to avoid the leakage current */

    GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(P1, 0xF);



    /* Configure the P1.0 - P1.3 ADC analog input pins */

    SYS->P1_MFP &= ~(SYS_MFP_P10_Msk | SYS_MFP_P11_Msk | SYS_MFP_P12_Msk | SYS_MFP_P13_Msk);

    SYS->P1_MFP |= SYS_MFP_P10_AIN0 | SYS_MFP_P11_AIN1 | SYS_MFP_P12_AIN2 | SYS_MFP_P13_AIN3 ;



}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Init UART                                                                                               */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void UART0_Init()

{

    /* Reset IP */

    SYS_ResetModule(UART0_RST);



    /* Configure UART0 and set UART0 Baudrate */

    UART_Open(UART0, 115200);

}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Function: AdcSingleModeTest                                                                             */

/*                                                                                                         */

/* Parameters:                                                                                             */

/*   None.                                                                                                 */

/*                                                                                                         */

/* Returns:                                                                                                */

/*   None.                                                                                                 */

/*                                                                                                         */

/* Description:                                                                                            */

/*   ADC single mode test.                                                                                 */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void AdcSingleModeTest()

{

    uint8_t  u8Option;

    int32_t  i32ConversionData;



    printf("\n");

    printf("+----------------------------------------------------------------------+\n");

    printf("|                      ADC single mode sample code                     |\n");

    printf("+----------------------------------------------------------------------+\n");



    while(1)

    {

        printf("Select input mode:\n");

        printf("  [1] Single end input (channel 2 only)\n");

        printf("  [2] Differential input (channel pair 1 only)\n");

        printf("  Other keys: exit single mode test\n");

        u8Option = getchar();

        if(u8Option == '1')

        {



            /* Set the ADC operation mode as single, input mode as single-end and enable the analog input channel 2 */

            ADC_Open(ADC, ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END, ADC_ADCR_ADMD_SINGLE, 0x1 << 2);



            /* Power on ADC module */

            ADC_POWER_ON(ADC);



            /* clear the A/D interrupt flag for safe */

            ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);



            /* Enable the ADC interrupt */

            ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);

            NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);



            /* Reset the ADC interrupt indicator and Start A/D conversion */

            g_u32AdcIntFlag = 0;

            ADC_START_CONV(ADC);



            /* Wait ADC interrupt (g_u32AdcIntFlag will be set at IRQ_Handler function)*/

            while(g_u32AdcIntFlag == 0);



            /* Disable the ADC interrupt */

            ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);



            /* Get the conversion result of the ADC channel 2 */

            i32ConversionData = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 2);

            printf("Conversion result of channel 2: 0x%X (%d)\n\n", i32ConversionData, i32ConversionData);

        }

        else if(u8Option == '2')

        {



            /* Set the ADC operation mode as single, input mode as differential and

               enable analog input channel 2 for differential input channel pair 1*/

            ADC_Open(ADC, ADC_ADCR_DIFFEN_DIFFERENTIAL, ADC_ADCR_ADMD_SINGLE, 0x1 << 2);



            /* Power on ADC module */

            ADC_POWER_ON(ADC);



            /* clear the A/D interrupt flag for safe */

            ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);



            /* Enable the ADC interrupt */

            ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);

            NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);



            /* Reset the ADC interrupt indicator and Start A/D conversion */

            g_u32AdcIntFlag = 0;

            ADC_START_CONV(ADC);



            /* Wait ADC interrupt (g_u32AdcIntFlag will be set at IRQ_Handler function)*/

            while(g_u32AdcIntFlag == 0);



            /* Disable the ADC interrupt */

            ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);



            /* Get the conversion result of the specified ADC channel */

            i32ConversionData = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 2);

            printf("Conversion result of channel pair 1: 0x%X (%d)\n\n", i32ConversionData, i32ConversionData);

        }

        else

            return ;



    }

}







/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* ADC interrupt handler                                                                                   */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void ADC_IRQHandler(void)

{

    g_u32AdcIntFlag = 1;

    ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT); /* clear the A/D conversion flag */

}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* MAIN function                                                                                           */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



main(void)

{



    /* Unlock protected registers */

    SYS_UnlockReg();



    /* Init System, IP clock and multi-function I/O */

    SYS_Init();



    /* Lock protected registers */

    SYS_LockReg();



    /* Init UART0 for printf */

    UART0_Init();



    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* SAMPLE CODE                                                                                             */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    printf("\nSystem clock rate: %d Hz", SystemCoreClock);



    /* Single Mode test */

    AdcSingleModeTest();



    /* Disable ADC module */

    ADC_Close(ADC);



    /* Disable ADC IP clock */

    CLK_DisableModuleClock(ADC_MODULE);



    /* Disable External Interrupt */

    NVIC_DisableIRQ(ADC_IRQn);



    printf("\nExit ADC sample code\n");



    while(1);



}

发表于 2016-7-6 23:30

上面例程包含了单端输入和差分输入两种形式而差别就是在配置的时候选择的形式，其他地方都相同的
1.打开ADC，配置ADC的模式
2.打开ADC电源
3.清理ADC的中断标志。
4.使能中断，然后加载到NVIC
5.启动转换
6.等待完成后的中断自定义标志置位，关闭中断，读取转换结果。
而在中断处理函数里面是置位中断自定义标志，病清理硬件的中断标志。

发表于 2016-7-7 15:35

如果两路adc同时工作的话该如何设置呢？

发表于 2016-7-7 19:35

bitofnoone 发表于 2016-7-7 15:35
如果两路adc同时工作的话该如何设置呢？

如果仅仅读取一次，那就是采用单周期扫描模式。如果不停的2路同时读取。那就是最后一种，连续扫描。

发表于 2020-8-25 16:32

复制代码和手册好玩么？

发表于 2020-8-28 08:05

手册上的

[牛人杂谈] M051 ADC的用法

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