MSP430程式庫ADC12模組

msp430內部含有ADC12模組，可以完成12位的模數轉換，當對精度或其他指標要求不高時，可以選用430單片機內部的ADC12完成模數轉換工作。這裡主要實現了一個比較通用的ADC12模組初始化程式，具體的資料存放區和處理需要自己在中斷處理函數中添加。

1. 硬體介紹：

   msp430單片機內的ADC12模組的特點如下：12位轉換精度，1位非線形誤差，1位非線形積分誤差；多種時鐘源給ADC12模組，切本身內建時鐘發生器；內建溫度感應器；TimerA/TimerB硬體觸發器；8路外部通道和4路內部通道；內建參考電壓源和6種參考電壓組合；4種模式的模數轉換；16bit的轉換緩衝；ADC12關閉支援超低功耗；採用速度快，最高200Kbps；自動掃描和DMA使能。430內部的ADC12功能還是蠻強大的，可以有定時器觸發模數轉換開始，還可以和內部的DMA模組共同使用，完成高速的採樣轉儲等進階功能。

   這個AD的轉化公式如下，可以根據它計算採樣的類比電壓值：

   使用AD是還要注意採樣時間，430單片機的模數ADC12模組的等效類比電壓輸入電路如下：

   其中VS是訊號源電壓，RS是訊號源內阻，VI在Ax(ADC12模組類比輸入端)上的電壓，RI單片機內多路開關等效電阻，VC是保持電容上的電壓(ADC12模組採樣的電壓)，CI 是電容的值。需要根據這些值計算採樣時間：

   代入單片機上的參數後公式如下：

   我的程式中採樣時間設的是4us，可以算出如果用我的程式(不更改採樣時間)的話，最大訊號源內阻可以是6.8k，當訊號源內阻更大時，可以自己按要求設採樣時間(在程式的初始化函數內的寄存器設定部分)。

   還有，ADC模數轉換時要求參考電壓等很穩定，為了達到這個要求，德州儀器要求這部分的電路如下：

   即：所有參考源和電源均並聯一組 0.1uF和10uF的電容。

   硬體部分就說這麼多了；如果需要更詳細的說明，參考使用者指南。

2. 程式實現：

   程式主要實現的是一個比較通用的初始化程式，內容如下：

   char ADC12Init(char n,char channels[],char rep){    if(n>15)        return 0;    //SHT0_0     ADC12CTL0 = ADC12ON + MSC + SHT0_0 + REFON + REF2_5V;// 開啟ad,參考電壓2.5v    ADC12CTL1 = SHP + ADC12SSEL_3;                  //Use sampling timer, SMCLK        for(int i = 0;i < n;i++)    {        if(channels[i] >= 0x80)            return 0;        *(char*)(ADC12MCTL0_ + i) = channels[i];    //每個MCTL設定    }    *(char*)(ADC12MCTL0_ + n - 1) |= EOS;           //序列結束        if(rep != 0)                                  //多次轉換    {        ADC12CTL1 |= CONSEQ_3;    }    else    {        ADC12CTL1 |= CONSEQ_1;    }        ADC12IE = 1<<(n-1);                                 // Enable ADC12IFG.n-1    return 1;}

   程式先判斷n 通道總數是否超過了可用的個數，超過則返回零然後設定ADC12CTL0和ADC12CTL1中不需要特殊設定的部分，然後在設定通道模式(根據rep參數的值)；for迴圈設定的是每個儲存寄存器的設定ADC12MCTLx ；*(char*)(ADC12MCTL0_ + n - 1) |= EOS; //序列結束 這句加入序列結束標誌；最後設定中斷寄存器並返回成功設定標誌。其中比較特殊的是ADC12MCTL0_，這個是430提供的標頭檔中定義的ADC12MCTL0的地址值，以其為指標首址操作ADCMCTLx寄存器，從而利用迴圈設定寄存器的內容，大量減少了程式碼數。

   參數channels[]是每個儲存寄存器的設定(除EOS位之外的)，含義如下：

   channels[]:對應通道設定，高四位，參考源選擇；低四位，通道選擇。具體如下：SREFx Bits6-4Select reference000 VR+ = AVCC and VR. = AVSS001 VR+ = VREF+ and VR. = AVSS010 VR+ = VeREF+ and VR. = AVSS011 VR+ = VeREF+ and VR. = AVSS100 VR+ = AVCC and VR. = VREF./ VeREF.101 VR+ = VREF+ and VR. = VREF./ VeREF.110 VR+ = VeREF+ and VR. = VREF./ VeREF.111 VR+ = VeREF+ and VR. = VREF./ VeREF.INCHx Bits3-0Input channel select0000 A00001 A10010 A20011 A30100 A40101 A50110 A60111 A71000 VeREF+1001 VREF./VeREF.1010 Temperature sensor1011 (AVCC – AVSS) / 21100 (AVCC – AVSS) / 21101 (AVCC – AVSS) / 21110 (AVCC – AVSS) / 21111 (AVCC – AVSS) / 2

   這是從使用者指南裡複製來的，每一位和ADC12MCTLx的意義相同(去掉EOS位)，所以可用宏定義來制定這個參數，如：

   char channels[3];channels[0] = SREF_1+INCH_0;channels[1] = SREF_1+INCH_1;channels[2] = SREF_1+INCH_2;ADC12Init(3,channels,1);

   這是3個通道A0-A2採樣，多次採樣。

   啟動轉換函式：

   void ADC12Start(){    ADC12CTL0 |= ENC;    ADC12CTL0 |= ADC12SC;}

   ADC初始化完成後，調用此函數開始AD轉換，轉換完成後(一個序列通道，如：剛才的0-2)，程式自動進入AD中斷，使用者需要在這裡為自己的函數添加處理邏輯；這裡只儲存了轉化的結果：

   #pragma vector=ADC_VECTOR__interrupt void ADC12ISR (void){    static int i;    results[0][i] = ADC12MEM0;                // Move results, IFG is cleared    results[1][i] = ADC12MEM1;                // Move results, IFG is cleared    results[2][i] = ADC12MEM2;                // Move results, IFG is cleared    i++;    if(i>31)                                  //多次轉換時 轉換次數    {        //多次重複採樣時，在這裡方處理函數        ADC12CTL0 &=~ ENC;                      //停止轉換        i=0;    }}

   該程式實現的是多次A0-A2 32次轉換，把結果存入results數組。單次時，僅僅採樣一次(A0-A2)可用自己更改處理函數。

   程式部分就完成了，調用時注意要自己實現處理邏輯或儲存邏輯。

3. 使用樣本：

 

本程式使用方式還是加入C檔案，包含H檔案；不過和之前的程式不同的是要自己實現中斷處理邏輯。

使用樣本參見程式庫中的ADC12.

#include <msp430x16x.h>#include "ADC12.h"void main( void ){    // Stop watchdog timer to prevent time out reset    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;    ClkInit();    char channels[3];    channels[0] = SREF_1+INCH_0;    channels[1] = SREF_1+INCH_1;    channels[2] = SREF_1+INCH_2;    ADC12Init(3,channels,1);    _EINT();    ADC12Start();    LPM0;}

這裡實現的是3通道多次轉換，參考電壓都是內部參考電壓。自己實現的處理邏輯參見前面的程式實現的最後一部分。

ADC12模組部分就到這裡了，有什麼不足之處，歡迎提出建議、討論。

附件：程式庫

作者：給我一杯酒

出處：http://Engin.cnblogs.com/

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