[牛人杂谈] ADC初始化

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 楼主| 幸福小强 发表于 2018-11-20 21:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
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:
102065bf40976670e5.png
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。

190325bf4099bf0d83.png
236155bf409ff163a3.png
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



 楼主| 幸福小强 发表于 2018-11-20 21:52 | 显示全部楼层
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。

 楼主| 幸福小强 发表于 2018-11-20 22:24 | 显示全部楼层
  1. /****************************************************************************
  2. * [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url]     main.c
  3. * [url=home.php?mod=space&uid=895143]@version[/url]  V2.0
  4. * $Revision: 4 $
  5. * $Date: 14/11/27 2:37p $
  6. * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]    Perform A/D Conversion with ADC single mode.
  7. * @note
  8. * Copyright (C) 2014 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.
  9. *
  10. ******************************************************************************/
  11. #include <stdio.h>
  12. #include "NUC200Series.h"


  13. #define PLL_CLOCK       50000000

  14. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  15. /* Define Function Prototypes                                                                              */
  16. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  17. void SYS_Init(void);
  18. void UART0_Init(void);
  19. void AdcSingleModeTest(void);


  20. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  21. /* Define global variables and constants                                                                   */
  22. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  23. volatile uint32_t g_u32AdcIntFlag;


  24. void SYS_Init(void)
  25. {
  26.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  27.     /* Init System Clock                                                                                       */
  28.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

  29.     /* Enable Internal RC 22.1184MHz clock */
  30.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk);

  31.     /* Waiting for Internal RC clock ready */
  32.     CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk);

  33.     /* Switch HCLK clock source to Internal RC and HCLK source divide 1 */
  34.     CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLK_S_HIRC, CLK_CLKDIV_HCLK(1));

  35.     /* Enable external XTAL 12MHz clock */
  36.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_XTL12M_EN_Msk);

  37.     /* Waiting for external XTAL clock ready */
  38.     CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_XTL12M_STB_Msk);

  39.     /* Set core clock as PLL_CLOCK from PLL */
  40.     CLK_SetCoreClock(PLL_CLOCK);

  41.     /* Enable UART module clock */
  42.     CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);

  43.     /* Enable ADC module clock */
  44.     CLK_EnableModuleClock(ADC_MODULE);

  45.     /* Select UART module clock source */
  46.     CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART_S_PLL, CLK_CLKDIV_UART(1));

  47.     /* ADC clock source is 22.1184MHz, set divider to 7, ADC clock is 22.1184/7 MHz */
  48.     CLK_SetModuleClock(ADC_MODULE, CLK_CLKSEL1_ADC_S_HIRC, CLK_CLKDIV_ADC(7));

  49.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  50.     /* Init I/O Multi-function                                                                                 */
  51.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

  52.     /* Set GPB multi-function pins for UART0 RXD and TXD */
  53.     SYS->GPB_MFP &= ~(SYS_GPB_MFP_PB0_Msk | SYS_GPB_MFP_PB1_Msk);
  54.     SYS->GPB_MFP |= SYS_GPB_MFP_PB0_UART0_RXD | SYS_GPB_MFP_PB1_UART0_TXD;

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

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

  61. }

  62. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  63. /* Init UART                                                                                               */
  64. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  65. void UART0_Init()
  66. {
  67.     /* Reset IP */
  68.     SYS_ResetModule(UART0_RST);

  69.     /* Configure UART0 and set UART0 Baudrate */
  70.     UART_Open(UART0, 115200);
  71. }

  72. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  73. /* Function: AdcSingleModeTest                                                                             */
  74. /*                                                                                                         */
  75. /* Parameters:                                                                                             */
  76. /*   None.                                                                                                 */
  77. /*                                                                                                         */
  78. /* Returns:                                                                                                */
  79. /*   None.                                                                                                 */
  80. /*                                                                                                         */
  81. /* Description:                                                                                            */
  82. /*   ADC single mode test.                                                                                 */
  83. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  84. void AdcSingleModeTest()
  85. {
  86.     uint8_t  u8Option;
  87.     int32_t  i32ConversionData;

  88.     printf("\n");
  89.     printf("+----------------------------------------------------------------------+\n");
  90.     printf("|                      ADC single mode sample code                     |\n");
  91.     printf("+----------------------------------------------------------------------+\n");

  92.     while(1)
  93.     {
  94.         printf("Select input mode:\n");
  95.         printf("  [1] Single end input (channel 2 only)\n");
  96.         printf("  [2] Differential input (channel pair 1 only)\n");
  97.         printf("  Other keys: exit single mode test\n");
  98.         u8Option = getchar();
  99.         if(u8Option == '1')
  100.         {

  101.             /* Set the ADC operation mode as single, input mode as single-end and enable the analog input channel 2 */
  102.             ADC_Open(ADC, ADC_ADCR_DIFFEN_SINGLE_END, ADC_ADCR_ADMD_SINGLE, 0x1 << 2);

  103.             /* Power on ADC module */
  104.             ADC_POWER_ON(ADC);

  105.             /* Clear the A/D interrupt flag for safe */
  106.             ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);

  107.             /* Enable the ADC interrupt */
  108.             ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
  109.             NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);

  110.             /* Reset the ADC interrupt indicator and Start A/D conversion */
  111.             g_u32AdcIntFlag = 0;

  112.             ADC_START_CONV(ADC);

  113.             /* Wait ADC interrupt (g_u32AdcIntFlag will be set at IRQ_Handler function)*/
  114.             while(g_u32AdcIntFlag == 0);

  115.             /* Disable the ADC interrupt */
  116.             ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);

  117.             /* Get the conversion result of the ADC channel 2 */
  118.             i32ConversionData = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 2);
  119.             printf("Conversion result of channel 2: 0x%X (%d)\n\n", i32ConversionData, i32ConversionData);
  120.         }
  121.         else if(u8Option == '2')
  122.         {

  123.             /* Set the ADC operation mode as single, input mode as differential and
  124.                enable analog input channel 2 for differential input channel pair 1 */
  125.             ADC_Open(ADC, ADC_ADCR_DIFFEN_DIFFERENTIAL, ADC_ADCR_ADMD_SINGLE, 0x1 << 2);

  126.             /* Power on ADC module */
  127.             ADC_POWER_ON(ADC);

  128.             /* Clear the A/D interrupt flag for safe */
  129.             ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT);

  130.             /* Enable the ADC interrupt */
  131.             ADC_EnableInt(ADC, ADC_ADF_INT);
  132.             NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);

  133.             /* Reset the ADC interrupt indicator and Start A/D conversion */
  134.             g_u32AdcIntFlag = 0;
  135.             ADC_START_CONV(ADC);

  136.             /* Wait ADC interrupt (g_u32AdcIntFlag will be set at IRQ_Handler function)*/
  137.             while(g_u32AdcIntFlag == 0);

  138.             /* Disable the ADC interrupt */
  139.             ADC_DisableInt(ADC, ADC_ADF_INT);

  140.             /* Get the conversion result of the specified ADC channel */
  141.             i32ConversionData = ADC_GET_CONVERSION_DATA(ADC, 2);
  142.             printf("Conversion result of channel pair 1: 0x%X (%d)\n\n", i32ConversionData, i32ConversionData);
  143.         }
  144.         else
  145.             return ;

  146.     }
  147. }



  148. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  149. /* ADC interrupt handler                                                                                   */
  150. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  151. void ADC_IRQHandler(void)
  152. {
  153.     g_u32AdcIntFlag = 1;
  154.     ADC_CLR_INT_FLAG(ADC, ADC_ADF_INT); /* clear the A/D conversion flag */
  155. }

  156. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  157. /* MAIN function                                                                                           */
  158. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

  159. main(void)
  160. {

  161.     /* Unlock protected registers */
  162.     SYS_UnlockReg();

  163.     /* Init System, IP clock and multi-function I/O */
  164.     SYS_Init();

  165.     /* Lock protected registers */
  166.     SYS_LockReg();

  167.     /* Init UART0 for printf */
  168.     UART0_Init();

  169.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  170.     /* SAMPLE CODE                                                                                             */
  171.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

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

  173.     /* Single Mode test */
  174.     AdcSingleModeTest();

  175.     /* Disable ADC module */
  176.     ADC_Close(ADC);

  177.     /* Disable ADC IP clock */
  178.     CLK_DisableModuleClock(ADC_MODULE);

  179.     /* Disable External Interrupt */
  180.     NVIC_DisableIRQ(ADC_IRQn);

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

  182.     while(1);

  183. }





 楼主| 幸福小强 发表于 2018-11-20 22:27 | 显示全部楼层
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。
 楼主| 幸福小强 发表于 2018-11-20 22:27 | 显示全部楼层
大家这下明白单次操作中断模式下怎么做的了吧
天灵灵地灵灵 发表于 2018-11-20 23:19 | 显示全部楼层
讲的挺全面的。
jiekou001 发表于 2018-11-24 23:27 | 显示全部楼层
新唐现在用的跟以前32的标准库类似,比较好用
稳稳の幸福 发表于 2018-11-24 23:42 | 显示全部楼层
ADC一般有多种使用模式。
21mengnan 发表于 2018-11-25 15:27 | 显示全部楼层
一般从0到7,一共8个,其实够用了,很多时候用不了几个。
mintspring 发表于 2018-11-25 20:54 | 显示全部楼层
选对模式,顺序正确。
小灵通2018 发表于 2018-11-27 14:35 | 显示全部楼层
ADC这个宏是代表什么
杨德金 发表于 2019-1-27 11:41 | 显示全部楼层
ADC这个宏是代表什么
mintspring 发表于 2019-1-27 23:44 | 显示全部楼层
ADC用好,那好多项目都能做好。
wanduzi 发表于 2019-1-29 20:30 | 显示全部楼层
支持多种触发。
21mengnan 发表于 2019-2-23 09:31 来自手机 | 显示全部楼层
可以测一下这个极限。
天灵灵地灵灵 发表于 2019-2-23 20:04 | 显示全部楼层
哪个教程今年没有更新呢。
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