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[牛人杂谈]

ADC初始化

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新唐的ADC采样速度目前从300KSPS~1MSPS不等,通道8~16个不等。一般只有1组ADC,各个通道轮流采样。也有的是2组ADC,可以同时采样2个通道,例如:M0519。有的芯片有外部参考引脚Vref,有的只能使用AVDD(模拟电路电源脚)做参考。有的芯片有内部参考和温度传感器。但是内部参考一般不太准,全温度范围一般误差10%左右。使用内部参考的时候如果MCU有Vref引脚可以从Vref输出,然后接1uF到地,这样内部参考更稳定。内部温度传感器使用ADC采样,规格如下,在Datasheet文件里面:

ADC采样得到的电压值,减去Offset,然后每降低1.68mV温度上升一度。
下面代码演示的是ADC 单端,单次采样模式。照例需要先选择ADC IP的时钟源,使能ADC IP的时钟,然后配置多功能引脚。用到的时钟记得在Sys_Init中使能并等待时钟稳定。这里只列出跟ADC有关的初始化。



ADC有3种工作模式:单次、单次循环和连续循环模式。
 单次:就是在某个使能的通道上完成一次转换就停止
 单次循环:就是在所有使能的通道上完成一次转换就停止
 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



沙发
幸福小强|  楼主 | 2018-11-20 21:52 | 只看该作者
ADC的信号有2种输入模式:单端,差分
 单端:就是采样单个通道
 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。
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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幸福小强|  楼主 | 2018-11-20 22:24 | 只看该作者
/****************************************************************************
* [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url]     main.c
* [url=home.php?mod=space&uid=895143]@version[/url]  V2.0
* $Revision: 4 $
* $Date: 14/11/27 2:37p $
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]    Perform A/D Conversion with ADC single mode.
* @note
* Copyright (C) 2014 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.
*
******************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include "NUC200Series.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 GPB multi-function pins for UART0 RXD and TXD */
    SYS->GPB_MFP &= ~(SYS_GPB_MFP_PB0_Msk | SYS_GPB_MFP_PB1_Msk);
    SYS->GPB_MFP |= SYS_GPB_MFP_PB0_UART0_RXD | SYS_GPB_MFP_PB1_UART0_TXD;

    /* Disable the GPA0 - GPA3 digital input path to avoid the leakage current. */
    GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(PA, 0xF);

    /* Configure the GPA0 - GPA3 ADC analog input pins */
    SYS->GPA_MFP &= ~(SYS_GPA_MFP_PA0_Msk | SYS_GPA_MFP_PA1_Msk | SYS_GPA_MFP_PA2_Msk | SYS_GPA_MFP_PA3_Msk) ;
    SYS->GPA_MFP |= SYS_GPA_MFP_PA0_ADC0 | SYS_GPA_MFP_PA1_ADC1 | SYS_GPA_MFP_PA2_ADC2 | SYS_GPA_MFP_PA3_ADC3 ;
    SYS->ALT_MFP1 = 0;

}

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/* 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);

}





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地板
幸福小强|  楼主 | 2018-11-20 22:27 | 只看该作者
结合上面的实例分析一下。
配置就不说了,之前有个疑问怎么用了中断呢,转换完成后就触发了中断。那么是不是在中断里读取结果
显然不是,讲解中是等待一个变量。
配合实例我们明白,那个变量实际上是在中断函数里进行了置位1的
先设置它为0,然后就等待他不为0被中断置位1的时候。

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5
幸福小强|  楼主 | 2018-11-20 22:27 | 只看该作者
大家这下明白单次操作中断模式下怎么做的了吧

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6
天灵灵地灵灵| | 2018-11-20 23:19 | 只看该作者
讲的挺全面的。

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7
jiekou001| | 2018-11-24 23:27 | 只看该作者
新唐现在用的跟以前32的标准库类似,比较好用

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8
稳稳の幸福| | 2018-11-24 23:42 | 只看该作者
ADC一般有多种使用模式。

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9
21mengnan| | 2018-11-25 15:27 | 只看该作者
一般从0到7,一共8个,其实够用了,很多时候用不了几个。

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10
mintspring| | 2018-11-25 20:54 | 只看该作者
选对模式,顺序正确。

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11
小灵通2018| | 2018-11-27 14:35 | 只看该作者
ADC这个宏是代表什么

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12
杨德金| | 2019-1-27 11:41 | 只看该作者
ADC这个宏是代表什么

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13
mintspring| | 2019-1-27 23:44 | 只看该作者
ADC用好,那好多项目都能做好。

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14
wanduzi| | 2019-1-29 20:30 | 只看该作者
支持多种触发。

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15
21mengnan| | 2019-2-23 09:31 | 只看该作者
可以测一下这个极限。

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16
天灵灵地灵灵| | 2019-2-23 20:04 | 只看该作者
哪个教程今年没有更新呢。

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