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[牛人杂谈] M051的ADC怎么玩

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1466|6
 楼主| 稳稳の幸福 发表于 2016-5-15 11:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
ADC, AN, TE, se, ce
**
  * @brief Configure the analog input source of channel 7.
  * @param[in] adc Base address of ADC module.
  * @param[in] u32Source Decides the analog input source of channel 7. Valid values are:
  *                       - \ref ADC_ADCHER_PRESEL_EXT_INPUT_SIGNAL        : External analog input.
  *                       - \ref ADC_ADCHER_PRESEL_INT_BANDGAP             : Internal bandgap voltage.
  *                       - \ref ADC_ADCHER_PRESEL_INT_TEMPERATURE_SENSOR  : Output of internal temperature sensor.
  * @return None
  * @NOTE While using VBG as channel 7 source, ADC module clock must /b not exceed 300kHz.
  */
#define ADC_CONFIG_CH7(adc, u32Source) (ADC->ADCHER = ((adc)->ADCHER & ~ADC_ADCHER_PRESEL_Msk) | (u32Source))
这个是个配置函数，而且指定了通道CH7.
因此这个是个特别的函数，可以配置为外部模拟输入，也可配置为内部参考电压，也可以输出为内部温度。


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 楼主| 稳稳の幸福 发表于 2016-5-15 11:18 | 显示全部楼层
/**
  * @brief Get conversion data of specified channel.
  * @param[in] adc Base address of ADC module.
  * @param[in] u32ChNum ADC Channel, valid value are from 0 to 7.
  * @return  Read RSLT bit field to get conversion data.
  */
#define ADC_GET_CONVERSION_DATA(adc, u32ChNum) (((adc)->ADDR[(u32ChNum)] & ADC_ADDR_RSLT_Msk)>>ADC_ADDR_RSLT_Pos)
这个是获取转换数据的函数，
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 楼主| 稳稳の幸福 发表于 2016-5-15 11:20 | 显示全部楼层
**
  * @brief Power down ADC module.
  * @param[in] adc Base address of ADC module.
  * @return None
  */
#define ADC_POWER_DOWN(adc) ((adc)->ADCR &= ~ADC_ADCR_ADEN_Msk)

/**
  * @brief Power on ADC module.
  * @param[in] adc Base address of ADC module.
  * @return None
  */
#define ADC_POWER_ON(adc) ((adc)->ADCR |= ADC_ADCR_ADEN_Msk)
同样ADC的模块还是可以关闭的，如果不适用，关闭的话更省电，低功耗必须的功能。

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 楼主| 稳稳の幸福 发表于 2016-5-15 11:21 | 显示全部楼层
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  1. /****************************************************************************
    

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

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

  4.  * $Revision: 4 $
    

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

  6.  * @brief    M051 Series ADC Interface Controller Driver Sample Code
    

  7.  *
    

  8.  * @note
    

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

  10.  *
    

  11.  ******************************************************************************/
    

  12. #include <stdio.h>
    

  13. #include "M051Series.h"
    


  14. 

  15. #define PLL_CLOCK       50000000
    


  16. 


  17. 


  18. 

  19. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  20. /* Define Function Prototypes                                                                              */
    

  21. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  22. void SYS_Init(void);
    

  23. void UART0_Init(void);
    

  24. void AdcSingleModeTest(void);
    


  25. 


  26. 

  27. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  28. /* Define global variables and constants                                                                   */
    

  29. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  30. volatile uint32_t g_u32AdcIntFlag;
    


  31. 


  32. 

  33. void SYS_Init(void)
    

  34. {
    

  35.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  36.     /* Init System Clock                                                                                       */
    

  37.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  38. 

  39.     /* Enable Internal RC 22.1184MHz clock */
    

  40.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk);
    


  41. 

  42.     /* Waiting for Internal RC clock ready */
    

  43.     CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk);
    


  44. 

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

  46.     CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLK_S_HIRC, CLK_CLKDIV_HCLK(1));
    


  47. 

  48.     /* Enable external XTAL 12MHz clock */
    

  49.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_XTL12M_EN_Msk);
    


  50. 

  51.     /* Waiting for external XTAL clock ready */
    

  52.     CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_XTL12M_STB_Msk);
    


  53. 

  54.     /* Set core clock as PLL_CLOCK from PLL */
    

  55.     CLK_SetCoreClock(PLL_CLOCK);
    


  56. 

  57.     /* Enable UART module clock */
    

  58.     CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);
    


  59. 

  60.     /* Enable ADC module clock */
    

  61.     CLK_EnableModuleClock(ADC_MODULE);
    


  62. 

  63.     /* Select UART module clock source */
    

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


  65. 

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

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


  68. 

  69.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  70.     /* Init I/O Multi-function                                                                                 */
    

  71.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  72. 

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

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

  75.     SYS->P3_MFP |= SYS_MFP_P30_RXD0 | SYS_MFP_P31_TXD0;
    


  76. 

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

  78.     GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(P1, 0xF);
    


  79. 

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

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

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


  83. 

  84. }
    


  85. 

  86. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  87. /* Init UART                                                                                               */
    

  88. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  89. void UART0_Init()
    

  90. {
    

  91.     /* Reset IP */
    

  92.     SYS_ResetModule(UART0_RST);
    


  93. 

  94.     /* Configure UART0 and set UART0 Baudrate */
    

  95.     UART_Open(UART0, 115200);
    

  96. }
    


  97. 

  98. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  99. /* Function: AdcSingleModeTest                                                                             */
    

  100. /*                                                                                                         */
    

  101. /* Parameters:                                                                                             */
    

  102. /*   None.                                                                                                 */
    

  103. /*                                                                                                         */
    

  104. /* Returns:                                                                                                */
    

  105. /*   None.                                                                                                 */
    

  106. /*                                                                                                         */
    

  107. /* Description:                                                                                            */
    

  108. /*   ADC single mode test.                                                                                 */
    

  109. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  110. void AdcSingleModeTest()
    

  111. {
    

  112.     uint8_t  u8Option;
    

  113.     int32_t  i32ConversionData;
    


  114. 

  115.     printf("\n");
    

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

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

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


  119. 

  120.     while(1)
    

  121.     {
    

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

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

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

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

  126.         u8Option = getchar();
    

  127.         if(u8Option == '1')
    

  128.         {
    


  129. 

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

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


  132. 

  133.             /* Power on ADC module */
    

  134.             ADC_POWER_ON(ADC);
    


  135. 

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

  137.             ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);
    


  138. 

  139.             /* Enable the ADC interrupt */
    

  140.             ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
    

  141.             NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);
    


  142. 

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

  144.             g_u32AdcIntFlag = 0;
    

  145.             ADC_START_CONV(ADC);
    


  146. 

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

  148.             while(g_u32AdcIntFlag == 0);
    


  149. 

  150.             /* Disable the ADC interrupt */
    

  151.             ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
    


  152. 

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

  154.             i32ConversionData = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 2);
    

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

  156.         }
    

  157.         else if(u8Option == '2')
    

  158.         {
    


  159. 

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

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

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


  163. 

  164.             /* Power on ADC module */
    

  165.             ADC_POWER_ON(ADC);
    


  166. 

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

  168.             ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);
    


  169. 

  170.             /* Enable the ADC interrupt */
    

  171.             ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
    

  172.             NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);
    


  173. 

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

  175.             g_u32AdcIntFlag = 0;
    

  176.             ADC_START_CONV(ADC);
    


  177. 

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

  179.             while(g_u32AdcIntFlag == 0);
    


  180. 

  181.             /* Disable the ADC interrupt */
    

  182.             ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
    


  183. 

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

  185.             i32ConversionData = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 2);
    

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

  187.         }
    

  188.         else
    

  189.             return ;
    


  190. 

  191.     }
    

  192. }
    


  193. 


  194. 


  195. 

  196. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  197. /* ADC interrupt handler                                                                                   */
    

  198. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  199. void ADC_IRQHandler(void)
    

  200. {
    

  201.     g_u32AdcIntFlag = 1;
    

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

  203. }
    


  204. 

  205. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  206. /* MAIN function                                                                                           */
    

  207. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  208. 

  209. main(void)
    

  210. {
    


  211. 

  212.     /* Unlock protected registers */
    

  213.     SYS_UnlockReg();
    


  214. 

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

  216.     SYS_Init();
    


  217. 

  218.     /* Lock protected registers */
    

  219.     SYS_LockReg();
    


  220. 

  221.     /* Init UART0 for printf */
    

  222.     UART0_Init();
    


  223. 

  224.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    

  225.     /* SAMPLE CODE                                                                                             */
    

  226.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    


  227. 

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


  229. 

  230.     /* Single Mode test */
    

  231.     AdcSingleModeTest();
    


  232. 

  233.     /* Disable ADC module */
    

  234.     ADC_Close(ADC);
    


  235. 

  236.     /* Disable ADC IP clock */
    

  237.     CLK_DisableModuleClock(ADC_MODULE);
    


  238. 

  239.     /* Disable External Interrupt */
    

  240.     NVIC_DisableIRQ(ADC_IRQn);
    


  241. 

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


  243. 

  244.     while(1);
    


  245. 

  246. }
我们来个看个例程。
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 楼主| 稳稳の幸福 发表于 2016-5-15 11:26 | 显示全部楼层
单次采样的初始化方式
11.png
22.png

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 楼主| 稳稳の幸福 发表于 2016-5-15 11:28 | 显示全部楼层
ADC有3种工作模式：单次、单次循环和连续循环模式。
²  单次：就是在某个使能的通道上完成一次转换就停止
²  单次循环：就是在所有使能的通道上完成一次转换就停止
²  连续循环：就是在所有使能的通道完成一次转换，再完成一次转换，连续不断的转换，直到软件将其停止
ADC的信号有2种输入模式：单端，差分
²  单端：就是采样单个通道
²  差分：就是两个通道的信号相减再采样
上面的代码选择HIRC做ADC的时钟源，并且进行除频，也就是ADC的工作频率为12M/5 = 2.4M。然后使能ADC的时钟，将PA.0配置为ADC功能，同时关闭PA.0的数字通路。最后配置ADC 为单端，单次模式，并使能通道0，选择Vref引脚作参考源，并使能ADC中断。启动ADC转换，等转换完成之后，读取转换结果。

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 楼主| 稳稳の幸福 发表于 2016-5-15 11:29 | 显示全部楼层
要让ADC工作很容易，但是要用好ADC是不容易的。ADC的转换结果受参考电压的影响很大，如果希望转换结果更准确，参考电压就不能波动。另外如果使能了多个通道轮流采样，因为内部只有一个采样电容，各个通道之间会互相影响。这个时候可以通过外加电容，并降低ADC的工作频率，增加ADC的采样时钟等办法来解决。
例如：使用ADC检测VDD电压。使用两个400K电阻分压然后拉到PA.0采样，同时PA.1也使能用来采样其它的信号。这时候如果PA.1的电压比PA.0高，检测到的VDD电压会偏高，否则会偏低。用示波器看PA.0的信号，也会看到信号是波动的，这个波动很正常。因为PA.1比PA.0高的时候，采样PA.0时，内部采样电容会放电，将PA.0的电压拉高。这时候降低ADC的工作频率，增加采样时钟个数，测到的PA.0的值就会正常了。如果PA.1比PA.0低，这时候PA.0外部需要接对地电容，它可以对PA.0快速充电，测到的PA.0的值就会正常了。
所以，
1)      外加电容
2)      降低 ADC 工作频率
3) 增加 ADC 采样时钟是调ADC精度常用的手段。

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稳稳の幸福

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