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ADC的總結學習筆記

阿新 • • 發佈：2019-01-17
C8051F020/1 的ADC0 子系統包括一個9 通道的可程式設計模擬多路選擇器（AMUX0），一個可程式設計增益放大器（PGA0）和一個100ksps、12 位解析度的逐次逼近暫存器型ADC，(F020的ADC0只有一個逐次逼近的ADC,它能實現9路輸入是因為它有一個9通道的多路選擇器(AMUX0)))。片上的特殊功能暫存器（簡稱SFR）有11個與ADC0的控制相關，它們是：

AMUX0SL－AMUX0通道選擇暫存器；AMX0CF－AMUX0配置暫存器；

ADC0CF－ADC0配置暫存器；ADC0CN－ADC0控制暫存器；

ADC0H－ADC0資料字MSB暫存器；ADC0L－ADC0資料字LSB暫存器；

ADC0GTH－ADC0下限資料高位元組暫存器；ADC0GTL-ADC0下限資料低位元組暫存器；

ADC0LTH－ADC0上限資料高位元組暫存器；ADC0LTL－ADC0上限資料低位元組暫存器；

REF0CN－基準電壓控制暫存器。

 ADC0工作方式

ADC0 的最高轉換速度為100ksps，其轉換時鐘來源於系統時鐘分頻，分頻值儲存在寄存

器ADC0CF 的ADCSC 位。

  啟動轉換

有4 種轉換啟動方式，由ADC0CN 中的ADC0 啟動轉換方式位（AD0CM1，AD0CM0）的狀態決定。轉換觸發源有：

1． 向ADC0CN 的AD0BUSY 位寫1；

2． 定時器3 溢位（即定時的連續轉換）；

3． 外部ADC 轉換啟動訊號的上升沿，CNVSTR；

4． 定時器2 溢位（即定時的連續轉換）。

備註：（關於ADC0的開始轉換，1，可以在軟體裡面設定，直接給AD0BUSY寫1，然後直接輸出轉換結果。這種方式需要不斷的掃描，不斷的輸出結果，似乎有點費勁。如果採用第三種方式，即用一個開關來控制ADC的啟動，那樣，在沒有按鍵的情況下，ADC不需要掃描，或許可以用第二種或者第四種方式，我用一個按鍵來啟動定時器的開始計數，技術滿之後再啟動ADC的轉換。總之，除非處理晶片的主要目的就是為了AD轉換，要不採用第一種方法只會顯得有點笨。

）

關於 ADC0CN

AD0EN

AD0TM

AD0INT

AD0BUSY

AD0CM1

AD0CM0

AD0WINT

AD0LJST

位7

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0

  1        0       0        0          0          0         0          0

(該暫存器可以位定址，所以在清零的時候，可以直接寫AD0INT=0就可以。)

位7： AD0EN：ADC0 使能位

0：ADC0 禁止。ADC0 處於低耗停機狀態。

1：ADC0 使能。ADC0 處於活動狀態，並準備轉換資料。

（在ACD0初始化裡，該位肯定是被置高的。

）

位6： AD0TM：ADC 跟蹤方式位

0：當ADC 被使能時，除了轉換期間之外一直處於跟蹤方式。

1：由ADSTM1-0 定義跟蹤方式。（該位設定為“0”）

位5： AD0INT：ADC0 轉換結束中斷標誌，該標誌必須用軟體清‘0’。

0：從最後一次將該位清0 後，ADC0 還沒有完成一次資料轉換。

1：ADC 完成了一次資料轉換。

（該位為標誌位，可以用來查詢，如果為1了，則說明ADC已經完成了一次轉換，直接清零就ok）

位4： AD0BUSY：ADC0 忙標誌位

讀：

0：ADC0 轉換結束或當前沒有正在進行的資料轉換。AD0INT 在AD0BUSY 的

下降沿被置‘1’。

1：ADC0 正在進行轉換。

寫：

0：無作用

1：若ADSTM1-0＝00b 則啟動ADC0 轉換。

備註：（該位可以用來做啟動指令，也可以用來做查詢等待。While（!(AD0BUSY））;

位3-2： AD0CM1-0：ADC0 轉換啟動方式選擇位。

如果AD0TM = 0：

00：向AD0BUSY 寫1 啟動ADC0 轉換。

01：定時器3 溢位啟動ADC0 轉換。

10：CNVSTR 上升沿啟動ADC0 轉換。

11：定時器2 溢位啟動ADC0 轉換。

如果AD0TM = 1：

00：向AD0BUSY 寫1 時啟動跟蹤，持續3 個SAR 時鐘，然後進行轉換。

01：定時器3 溢位啟動跟蹤，持續3 個SAR 時鐘，然後進行轉換。

10：只有當CNVSTR 輸入為邏輯低電平時ADC0 跟蹤，在CNVSTR 的上升沿

開始轉換。

11：定時器2 溢位啟動跟蹤，持續3 個SAR 時鐘，然後進行轉換。

（在這裡，由於前面的AD0TM被設定為0，採用軟體控制AD0BUSY啟動轉換，因此，這裡寫為“00”）

位1： AD0WINT：ADC0 視窗比較中斷標誌。該位必須用軟體清0。

0：自該標誌被清除後未發生過ADC0 視窗比較匹配。

1：發生了ADC0 視窗比較匹配。（這裡直接寫0）

位0： AD0LJST：ADC0 資料左對齊選擇位。

0：ADC0H:ADC0L 暫存器資料右對齊。

1：ADC0H:ADC0L 暫存器資料左對齊（選擇資料右對齊，寫0）

綜上所述：在初始化的時候，採用ADC0BUSY控制ADC啟動，暫存器資料右對齊讀出。因此ADC0CN=0X80;在AD轉換函式裡面，另外再寫ADC0BUSY=1;delay（）；            

while（!(ADC0BUSY））;即為啟動轉換，在轉換的時候，ADCOBUSY保持高電平，轉換完畢後，ADC0BUSY恢復低電平。

（轉換資料被儲存在ADC資料字的MSB 和LSB 暫存器：ADC0H 和ADC0L。至於轉換後的資料是選擇左對齊還是右對齊，則由ADC0CN裡面的AD0LJST決定。在前面已經選擇了右對齊）

當通過向AD0BUSY 寫‘1’啟動資料轉換時，應查詢AD0INT 位以確定轉換何時結束（也可以使用ADC0 中斷）。建議的查詢步驟如下：

1． 寫‘0’到AD0INT；

2． 向AD0BUSY 寫‘1’；

3． 查詢並等待AD0INT 變‘1’；

4． 處理ADC0 資料

 關於AMX0CF

——

——

——

——

AIN67IC

AIN45IC

AIN23IC

AIN01IC

位7

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0

(該暫存器主要用來配置輸入通道作為單端輸入還是雙端差分輸入。由於我的八路通道都需要作為單端輸入，所以該暫存器全部寫0，即為AMX0CF=0X00;)

位7-4： 未使用。讀 = 0000b；寫 = 忽略

位3  AIN67IC：AIN6、AIN7 輸入對配置位

0: AIN6 和AIN7 為獨立的單端輸入

1: AIN6, AIN7 為（分別為）+, -差分輸入對

位2  AIN45IC：AIN4、AIN5 輸入對配置位

0: AIN4 和AIN5 為獨立的單端輸入

1: AIN4, AIN5 為（分別為）+, -差分輸入對

位1  AIN23IC：AIN2、AIN3 輸入對配置位

0: AIN2 和AIN3 為獨立的單端輸入

1: AIN2, AIN3 為（分別為）+, -差分輸入對

位0  AIN01IC：AIN0、AIN1 輸入對配置位

0: AIN0 和AIN1 為獨立的單端輸入

1: AIN0, AIN1 為（分別為）+, -差分輸入對

 關於 AMX0SL

——

——

——

——

AMX0AD3

AMX0AD2

AMX0AD1

AMX0AD0

位7

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0

（該暫存器用來做AMUX9路選擇開關的配置，即為通道選擇暫存器）

位7-4： 未使用。讀 = 0000b；寫 = 忽略

位3-0： AMX0AD3-0: AMUX0 地址位

0000-1111b: 根據下表選擇ADC 輸入

（具體請參照C8051F02X.PDF裡面第40頁說明。）

在這裡，由於我的八路通道都設定為輸入 ，前面的AMX0CF設定為了0X00,所以這裡只需要按順序，從0X00、0X01、0X02、0X03、0X04、0X05、0X06、0X07依次選擇一遍就可以。

 關於 ADC0CF: ADC0 配置暫存器

AD0SC4

AD0SC3

AD0SC2

AD0SC1

AD0SC0

AMP0GN2

AMP0GN1

AMP0GN0

位7

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0

位7-3：  AD0SC4-0: ADC0 SAR 轉換時鐘週期控制位

SAR 轉換時鐘來源於系統時鐘，由下面的方程給出，其中AD0SC 表示AD0SC4-0

中保持的數值，CLKSAR0 表示所需要的ADC0 SAR 時鐘（注：ADC0 SAR 時鐘

應小於或等於2.5MHz）。(具體參考C8051F02X.PDF第41頁)

位2-0： AMP0GN2-0: ADC0 內部放大器增益（PGA）

000: 增益 = 1

001: 增益 = 2

010: 增益 = 4

011: 增益 = 8

10x: 增益 = 16

11x: 增益 = 0.5

關於電壓基準（C8051F020/2）

電壓基準電路為控制ADC 和DAC 模組工作提供了靈活性。有三個電壓基準輸入引腳，允許每個ADC 和兩個DAC 使用外部電壓基準或片內電壓基準輸出。通過配置VREF 模擬開關，ADC0 還可以使用DAC0 的輸出作為內部基準，ADC1 可以使用模擬電源電壓作為基準.

REF0CN: 電壓基準控制暫存器

-----------

-----------

-----------

AD0VRS

AD1VRS

TEMPE

BIASE

REFBE

位7

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0

位7-5： 未用。讀 = 000b，寫 = 忽略。

位4： AD0VRS：ADC0 電壓基準選擇位

0：ADC0 電壓基準取自VREF0 引腳。

1：ADC0 電壓基準取自DAC0 輸出。

位3： AD1VRS：ADC1 電壓基準選擇位

0：ADC1 電壓基準取自VREF1 引腳。

1：ADC1 電壓基準取自AV+。

位2： TEMPE：溫度感測器使能位

0：內部溫度感測器關閉。

1：內部溫度感測器工作。

位1： BIASE：ADC/DAC 偏壓發生器使能位（使用ADC 和DAC 時該位必須為1）

0：內部偏壓發生器關閉。

1：內部偏壓發生器工作。

位0： REFBE：內部電壓基準緩衝器使能位

0：內部電壓基準緩衝器關閉。

1：內部電壓基準緩衝器工作。內部電壓基準提供從VREF 引腳輸出。11x: 增益 = 0.5

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