单片机原理及应用：第09章 AD转换模块

第九章S12模/数转换块9.1A/D转换模块概述

S12内置2组8通道10位的A/D模块，采用逐次逼近型A/D转换器，自带采样保持，共有25个控制寄存器，输入电阻约25MΩ，输入模拟电压范围在0~5V之间选择。特点：

8/10位精度8位转换时间6us，10位转换时间7us.采样缓冲放大器

可编程采样时间

左/右对齐,有符号/无符号结果数据外部触发控制转换完成中断

模拟输入8通道复用

模拟/数字输入引脚复用

1到8转换序列长度连续转换模式

多通道扫描方式

1、采样频率：

A/D完成一次转换所需要的时间的倒数。通常用最高采样频率来描述。2、分辨率：是指A/D转换器的量化精度。通常用二进制位数来表示。10位的分辨率即1/10243、转换精度：

A/D转换值与实际值的差，通常用相对误差来表示。S12的转换精度为±2LSB9.2A/D转换主要技术指标9.3ATD模块的原理9.3.1ATD模块的采样通道与转换序列S12有2组各8个模拟输入通道，当该通道输入管脚没用作模拟输入时，可以作为普通数字量输入口用，无上、下拉电阻，不能作输出；当用作模拟量输入时，其端口数据寄存器无效。参考电压VRH不能大于ATD的电源电压，VRL不能为负电压每次启动A/D可以进行多次扫描循环，可以针对单通道，也可以是相邻的几个通道。注：每个扫描循环称为一个转换序列9.3.2转换时间与转换方式(初始化采样周期数＋程控采样周期数＋转换周期数)转换时间＝————————————————————————

A/D时钟频率其中：初始化采样周期数＝2程控采样周期数＝2，4，8，16转换周期数＝10A/D时钟频率＝500KHz~2MHz转换方式：①单次方式：启动一次转换一次②连续方式：启动之后连续进行转换，新的结果会覆盖旧的值。9.3.3电源与低功耗模式VDDA:ATD模拟电路电源正VSSA:ATD模拟电路电源地。应与VSS相连VRH:ATD参考高电压。通常接VDDAVRL:ATD参考低电压。通常接VSSA等待模式下，ATD仍可以工作，ATD的中断能使MCU跳出等待模式。停止模式下，ATD立即停止工作。9.3.4转换结果对齐方式每个A/D通道都有2个寄存器存放转换结果，用ATD0DRXH和ATD0DRXL表示可以选择左对齐或右对齐方式输出结果。8位或10位模式下对齐规则相同。A/D寄存器转换结果寄存器控制寄存器状态寄存器Addressoffset$0002A/D控制寄存器2ADPU-A/D电源使能/禁止

1=A/D模块上电

0=禁止A/D，以减少功耗AFFC-A/D快速转换完成标志位清零

1=快速标志位清零顺序

每次读取结果寄存器自动清零

0=正常标志位清零顺序

需要手动对状态标志位清零AWAI-A/D等待模式1=等待模式下，转换0=等待模式下，禁止转换ASCIE-A/D顺序完成中断使能ASCIF-A/D顺序完成标志位ETRIGLEETRIGPETRIGESCAN描述xx00忽略外部触发，执行一次转换后停止xx01忽略外部触发，执行连续转换001X下降沿触发，每次触发，执行一次转换011X上升沿触发，每次触发，执行一次转换101X低电平触发，每次触发，执行连续转换111X高电平触发，每次触发，执行连续转换ATDCTRL2注：SCAN在ATDCTRL5中，单次/连续Addressoffset$0003转换序列长度FIFO–

结果寄存器FIFO0=结果寄存器没有映射到转换序列

1=

结果寄存器映射到转换序列

A/D控制寄存器3ATDCTRL3转换序列长度就是需要转换的通道数比如：通道0，1，2作为AD采集通道则转换序列为3，即S2C=1,S1C=1在控制寄存器5ATD0CTL5中：设CCCBCA=000，转换序列从通道0开始；ATD0DR0，ATD0DR1,ATD0DR2存放转换结果设CCCBCA=010，转换序列从通道2开始。仍然是ATD0DR0，ATD0DR1,ATD0DR2存放转换结果5位模数计数器预分频器

-由A/D控制寄存器中的PRS[4:0]控制

-分频系数从2到64-如果PRS[4:0]=0,预分频不起作用注:设置PRS[4:0]时，A/DClock不能大于2MHz.•最大A/D时钟=2.0MHz(最小A/DCLOCK=0.5MHz)ATDCTL4(HI)-A/D控制寄存器SRES8-A/D精度选择

1=8

位

0=10位采样时间选择Addressoffset$0004A/D时钟选择/预分频除25位模数计数器预分频器PRS0-PRS4系统时钟A/D时钟SMP[1:0]采样时间002A/D时钟周期014A/D时钟周期108A/D时钟周期1116A/D时钟周期注：A/D时钟计算公式及取值表参见P162(2n+2)

转换时间A/D时钟2,4,8,16

时钟周期总是2个时钟周期转换时间计算举例:

(假设2MHZA/D时钟频率)例1:SMP[1,0]=00转换时间=InitialSampleTime+ProgrammedSampleTime+ResolutionPeriod=2+2+10=14A/DClocks=7uSec例2:SMP[1,0]=11转换时间=InitialSampleTime+ProgrammedSampleTime+ResolutionPeriod=2+16+10=28A/DClocks=14uSecSCAN–连续转换模式

1=连续转换模式

0=单次转换注意：对这个寄存器写操作时，将会中断当前的转换，然后重新启动新的转换序列通道选择

000=Chan0--111=Chan7Addressoffset$0005A/D控制寄存器5MULT–

多通道采样模式

1=多通道转换

0=单通道转换DSGN–

符号选择

1=有符号

0=无符号ATDCTRL5DJM–

对齐方式

1=右对齐

0=左对齐ATDSTAT0

AddressOffset$0006$0007A/D状态寄存器FIFOR–当结果寄存器在读出之前已经被写入时，置位

(CCF没有清零)SCF–转换序列完成标志-在单次转换模式时，当转换完成后置位

(SCAN=0)

在连续转换模式时，当第一次转换完成后置位

(SCAN=1).当

(AFFC=0)，写1清零.ETORF-外部触发覆盖标志-如果在转换过程中高/低电平出现，置位CC[2:0]–转换计数器

3-位计数器指向下一个将要转换的通道CCF7-CCF0–独立通道转换完成标志位

每个相应的通道转换结束后置位，当相应的A/D结果寄存器被读出时，清零

ATDSTAT1

转换结果寄存器AddressOffset$0010-$0011---$001E-$001FAddressOffset$0010-$0011---$00