TMS320F28335 ADC详解

2万 · 2014-10-9 23:14

TMS320F28335内部包含12位AD转换器，其功能有：
具有内置（采样保持）S/H的12位ADC内核
模拟输入：0.0V至3.0V（高于3.0V的电压产生满刻度转换结果）。
快速转换率：在25MHzADC时钟12.5MSPS上时高达80ns
16个专用ADC通道。
每次采样/保持都有复用的8通道
自动定序功能在单次会话中可提供多达16次“自动转换”。可将每次转换编程为选择16个输入信道中的任何一个。
序列发生器可运行为2个独立的8态序列发生器，或作为1个较大的16态序列发生器（即2个级联的8态序列发生器）。
用于存储转换值的16个结果寄存器（可分别寻址）
– 输入模拟电压的数值源自：
当input<0时：digital value =0；
当0<input<3.0时：digital value =4096*(input analog voltage-ADCLO)/3；
当input>3.0时：digital value =4095；

作为转换开始(SOC)序列源的多个触发器
– S/W-软件立即启动
– ePWMM转换开始
– XINT2ADC转换开始
灵活的中断控制允许每个序列结束(EOS) 或每个其它EOS上的中断请求。
序列发生器可运行于“启/停”模式，从而实现多个“时序触发器”同步转换。
SOCA和SOCB触发器可独立运行在双序列发生器模式中。
采样保持(S/H)采集时间窗口具有独立的预分频控制。

要获得指定的ADC精度，正确的电路板布局非常关键。为尽可能达到最佳效果，引入ADCIN引脚的走线不应太靠近数字信号通道。这是为了最大程度地减少数字线路上因ADC输入耦合而产生的开关噪声。而且，适当的隔离技术必须被用来将数字电源从ADC模块电源引脚(VDD1A18，VDD2A18，VDDA2，VDDAIO)上隔离。

ADC未被使用，ADC连接
建议保持针对模拟电源引脚的连接，即便在ADC未被使用时也是如此。下面总结了如果ADC未在应用中使用，应该如何连接ADC引脚：
? VDD1A18/VDD2A18-连接至VDD
? VDDA2，VDDAIO-连接至VDDIO
? VSS1AGND/VSS2AGND，VSSA2，VSSAIO-连接至VSS
? ADCLO-连接至VSS
? ADCREFIN-连接至VSS
? ADCREFP/ADCREFM-连接一个100nF电容器至VSS
? ADCRESEXT-连接一个20k?电阻器（非常松散的耐受）至VSS。
? ADCINAn，ADCINBn-连接至VSS
当ADC未被使用时，为了达到节能的目的，请确保到ADC模块的时钟未被打开。
当在一个应用中使用ADC模块时，未使用的ADC输入引脚应被连接至模拟接地(VSS1AGND/VSS2AGND)

ADC头文件与寄存器对应解读：

struct ADCTRL1_BITS {    // bits  description
Uint16  rsvd1:4;             // 3:0 reserved
Uint16  SEQ_CASC:1;    // 4    Cascaded sequencer mode 级联序列模式
Uint16  SEQ_OVRD:1;    // 5    Sequencer override  序列发生器覆盖
Uint16  CONT_RUN:1; // 6    Continuous run 连续运行模式
Uint16  CPS:1;             // 7    ADC core clock pre-scalar ADC核心时钟分频
Uint16  ACQ_PS:4;       // 11:8  Acquisition window size采集窗口大小
Uint16  SUSMOD:2;    // 13:12 Emulation suspend mode仿真挂起模式
Uint16  RESET:1;       // 14 ADC reset ADC复位
Uint16  rsvd2:1;          // 15 reserved 保留
};
下面的联合体主要是为了解决对这个寄存器的控制，可以是整体赋值液可以是一位一位的赋值。
union ADCTRL1_REG {
Uint16             all;
struct ADCTRL1_BITS bit;
};

struct ADCTRL2_BITS {                   // bits  description
Uint16  EPWM_SOCB_SEQ2:1;       // 0    EPWM compare B SOC mask for SEQ2  增强PWM比较器B作为SEQ2的启动转换标志
Uint16  rsvd1:1;                            // 1    reserved
Uint16  INT_MOD_SEQ2:1;          // 2    SEQ2 Interrupt mode  SEQ2终端模式
Uint16  INT_ENA_SEQ2:1;             // 3    SEQ2 Interrupt enable  SEQ2中断使能
Uint16  rsvd2:1;                            // 4    reserved
Uint16  SOC_SEQ2:1;                   // 5    Start of conversion for SEQ2 启动SEQ2转换
Uint16  RST_SEQ2:1;                   // 6    Reset SEQ2    SEQ2复位
Uint16  EXT_SOC_SEQ1:1;          // 7    External start of conversion for SEQ1       序列1的外部转换启动
Uint16  EPWM_SOCA_SEQ1:1;    // 8    EPWM compare B SOC mask for SEQ1
Uint16  rsvd3:1;                            // 9    reserved
Uint16  INT_MOD_SEQ1:1;          // 10 SEQ1 Interrupt mode
Uint16  INT_ENA_SEQ1:1;          // 11 SEQ1 Interrupt enable
Uint16  rsvd4:1;                            // 12 reserved
Uint16  SOC_SEQ1:1;                   // 13 Start of conversion trigger for SEQ1
Uint16  RST_SEQ1:1;                   // 14 Restart sequencer 1
Uint16  EPWM_SOCB_SEQ:1;    // 15 EPWM compare B SOC enable
};

struct ADCASEQSR_BITS {    // bits description
Uint16  SEQ1_STATE:4;    // 3:0 SEQ1 state 序列1的状态
Uint16  SEQ2_STATE:3;    // 6:4 SEQ2 state 序列2的状态
Uint16  rsvd1:1;       // 7    reserved
Uint16  SEQ_CNTR:4;    // 11:8 Sequencing counter status 序列计数器状态
Uint16  rsvd2:4;       // 15:12  reserved
};

ADC最大转换信道数寄存器
struct ADCMAXCONV_BITS {    // bits  description
Uint16  MAX_CONV1:4;    // 3:0 Max number of conversions 序列1最大转换通道数
Uint16  MAX_CONV2:3;    // 6:4 Max number of conversions 序列2最大转换通道数
Uint16  rsvd1:9;       // 15:7  reserved
};

ADC信道选择排序控制寄存器
SEQ1只能使用ADCCHSELSEQ1和ADCCHSELSEQ2；AEQ2只能使用ADCCHSELSEQ3和ADCCHSELSEQ4
struct ADCCHSELSEQ1_BITS { // bits description
Uint16  CONV00:4;       // 3:0 Conversion selection 00
Uint16  CONV01:4;       // 7:4 Conversion selection 01
Uint16  CONV02:4;       // 11:8 Conversion selection 02
Uint16  CONV03:4;       // 15:12  Conversion selection 03
};
struct ADCCHSELSEQ2_BITS { // bits description
Uint16  CONV04:4;       // 3:0 Conversion selection 04
Uint16  CONV05:4;       // 7:4 Conversion selection 05
Uint16  CONV06:4;       // 11:8 Conversion selection 06
Uint16  CONV07:4;       // 15:12  Conversion selection 07
};
struct ADCCHSELSEQ3_BITS { // bits description
Uint16  CONV08:4;       // 3:0 Conversion selection 08
Uint16  CONV09:4;       // 7:4 Conversion selection 09
Uint16  CONV10:4;       // 11:8 Conversion selection 10
Uint16  CONV11:4;       // 15:12  Conversion selection 11
};
struct ADCCHSELSEQ4_BITS { // bits description
Uint16  CONV12:4;       // 3:0 Conversion selection 12
Uint16  CONV13:4;       // 7:4 Conversion selection 13
Uint16  CONV14:4;       // 11:8 Conversion selection 14
Uint16  CONV15:4;       // 15:12  Conversion selection 15
};

控制寄存器3
struct ADCTRL3_BITS {       // bits description
Uint16 SMODE_SEL:1;    // 0    Sampling mode select  采样模式选择
Uint16 ADCCLKPS:4;    // 4:1 ADC core clock divider  ADC时钟分频器
Uint16 ADCPWDN:1;    // 5    ADC powerdown ADC断电？？？
Uint16 ADCBGRFDN:2;    // 7:6 ADC bandgap/ref power down  ADC参考/带隙断电  ？？？
Uint16 rsvd1:8;       // 15:8 reserved
};

状态寄存器
struct ADCST_BITS {          // bits description
Uint16 INT_SEQ1:1;    // 0    SEQ1 Interrupt flag 序列1中断标志
Uint16 INT_SEQ2:1;    // 1    SEQ2 Interrupt flag 序列2中断标志
Uint16 SEQ1_BSY:1;    // 2    SEQ1 busy status    序列1忙标志
Uint16 SEQ2_BSY:1;    // 3    SEQ2 busy status    序列2忙标志
Uint16 INT_SEQ1_CLR:1;  // 4    SEQ1 Interrupt clear  清除序列1中断标志
Uint16 INT_SEQ2_CLR:1;  // 5    SEQ2 Interrupt clear  清除序列2中断标志
Uint16 EOS_BUF1:1;    // 6    End of sequence buffer1 序列缓冲器1结束
Uint16 EOS_BUF2:1;    // 7    End of sequence buffer2
Uint16 rsvd1:8;       // 15:8 reserved
};

struct ADCREFSEL_BITS {    // bits description
Uint16 rsvd1:14;       // 13:0 reserved
Uint16 REF_SEL:2;    // 15:14  Reference select 参考选择？？？
};

struct ADCOFFTRIM_BITS{ // bits description
int16 OFFSET_TRIM:9; // 8:0 Offset Trim 偏移微调？？？
Uint16 rsvd1:7; // 15:9 reserved
};

ADC寄存器
struct ADC_REGS {
union  ADCTRL1_REG    ADCTRL1;                // ADC Control 1
union  ADCTRL2_REG    ADCTRL2;                // ADC Control 2
union  ADCMAXCONV_REG ADCMAXCONV; // Max conversions
union  ADCCHSELSEQ1_REG  ADCCHSELSEQ1;  // Channel select sequencing control 1
union  ADCCHSELSEQ2_REG  ADCCHSELSEQ2;  // Channel select sequencing control 2
union  ADCCHSELSEQ3_REG  ADCCHSELSEQ3;  // Channel select sequencing control 3
union  ADCCHSELSEQ4_REG  ADCCHSELSEQ4;  // Channel select sequencing control 4
union  ADCASEQSR_REG    ADCASEQSR;       // Autosequence status register
Uint16                ADCRESULT0; // Conversion Result Buffer 0
Uint16                ADCRESULT1; // Conversion Result Buffer 1
Uint16                ADCRESULT2; // Conversion Result Buffer 2
Uint16                ADCRESULT3; // Conversion Result Buffer 3
Uint16                ADCRESULT4; // Conversion Result Buffer 4
Uint16                ADCRESULT5; // Conversion Result Buffer 5
Uint16                ADCRESULT6; // Conversion Result Buffer 6
Uint16                ADCRESULT7; // Conversion Result Buffer 7
Uint16                ADCRESULT8; // Conversion Result Buffer 8
Uint16                ADCRESULT9; // Conversion Result Buffer 9
Uint16                ADCRESULT10; // Conversion Result Buffer 10
Uint16                ADCRESULT11; // Conversion Result Buffer 11
Uint16                ADCRESULT12; // Conversion Result Buffer 12
Uint16                ADCRESULT13; // Conversion Result Buffer 13
Uint16                ADCRESULT14; // Conversion Result Buffer 14
Uint16                ADCRESULT15; // Conversion Result Buffer 15
union  ADCTRL3_REG    ADCTRL3;    // ADC Control 3
union  ADCST_REG       ADCST;       // ADC Status Register
Uint16                rsvd1;
Uint16                rsvd2;
union  ADCREFSEL_REG    ADCREFSEL;    // Reference Select Register
union  ADCOFFTRIM_REG ADCOFFTRIM; // Offset Trim Register
};
struct ADC_RESULT_MIRROR_REGS
{
Uint16                ADCRESULT0; // Conversion Result Buffer 0
Uint16                ADCRESULT1; // Conversion Result Buffer 1
Uint16                ADCRESULT2; // Conversion Result Buffer 2
Uint16                ADCRESULT3; // Conversion Result Buffer 3
Uint16                ADCRESULT4; // Conversion Result Buffer 4
Uint16                ADCRESULT5; // Conversion Result Buffer 5
Uint16                ADCRESULT6; // Conversion Result Buffer 6
Uint16                ADCRESULT7; // Conversion Result Buffer 7
Uint16                ADCRESULT8; // Conversion Result Buffer 8
Uint16                ADCRESULT9; // Conversion Result Buffer 9
Uint16                ADCRESULT10; // Conversion Result Buffer 10
Uint16                ADCRESULT11; // Conversion Result Buffer 11
Uint16                ADCRESULT12; // Conversion Result Buffer 12
Uint16                ADCRESULT13; // Conversion Result Buffer 13
Uint16                ADCRESULT14; // Conversion Result Buffer 14
Uint16                ADCRESULT15; // Conversion Result Buffer 15
};

ADC_Cal()常规步骤：
第一步：这个是TI公司提供的文件
.def _ADC_cal                                                    ;定义代码段名称
.asg "0x711C", ADCREFSEL_LOC                      ;ADCREFSEL_LOC 是 ADC Reference Select Register，地址0x711C
.sect".adc_cal"
_ADC_cal
MOVW DP, #ADCREFSEL_LOC >> 6       ;此时 DP = 0x7100
MOV @28, #0xAAAA                               ;地址： 0x7100 + 28
MOV @29, #0xBBBB                               ;地址： 0x7100 + 29
LRETR
第二步：为 ADC_Cal() 添加命令文件
MEMORY
{
PAGE 0 :
...
ADC_CAL : origin = 0x380080, length = 0x000009
...
}
SECTIONS
{
...
.adc_cal : load = ADC_CAL, PAGE = 0, TYPE = NOLOAD
...
}
第三步：在使用ADC前要声明ADC_Cal()，并且在使用ADC_Cal()之前要使能ADC高速时钟。
extern void ADC_cal(void);
…
EALLOW;                                                    //允许对受保护的寄存器进行操作
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ADCENCLK = 1;  //使能时钟
ADC_cal();
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ADCENCLK = 0;  //关闭时钟
EDIS;                                                          //禁止对受保护的寄存器进行操作