ADC设置流程.doc

  
寄存器ADC12CTL0:
SHT1  SHT0    MSC  2.5V REFON  ADC120N ADC12TOVIE  ADC12TVIE   ENC   ADC12SC
15-12  11-8    7    6     5     4     3    2        1        0
操作寄存器ADC12CTL1 
CSSTARTADD   SHS     SHP  ISSH   ADC12DIV   ADC12SSEL   CONSEQ   ADC12BUSY
  15-12      11-10    9    8     7-5     4-3      2-1       0
ADC12MCTL转换存储控制寄存器的操作：
EOS             SREF          INCH
 7              6 5 4         3 2 1 0
ADC12IE为中断使能寄存器
ADC12IE.15   14  .........1     0
ADC12IFG

  ADC编程的流程如下：
1初始化，
void Adc12int()
{
ADC12CTL0 &= ~ADC12ENC; //使AD模块处于初始状态
ADC12CTL0 = ADC12MSC+ADC12SHT0_15+ADC12SHT1_15;//使用外部部3.3V参考电压，使用采样保持器。
}
//
#define ADC12ENC            (0x0002u) 
#define ADC12MSC            (0x0080u)
#define ADC12SHT0_15        (15*0x100u)
#define ADC12SHT1_15        (15*0x1000u)
//
一、寄存器ADC12CTL0:
SHT1  SHT0    MSC  2.5V REFON  ADC120N ADC12TOVIE  ADC12TVIE   ENC   ADC12SC
15-12  11-8    7    6     5     4     3    2        1        0
ADC120SC ：ADC12内部时钟源（启动）
ENC 位为转换允许，1允许AD转换，0时为不允许转换，即复位状态；由于ADC12CTL0和ADC12CTL1的一些位和ADCMCTILX的所有位必须在ENC位复位时才能修改。因而初始过程为：
ENC复位——设置转换启动方式——打开参考电压——选择采样保持器时间
SHT1  SHT0 采样保持定时器1和0,定义转换结果中转换时序与采样时钟ADC12CLK的关系。程序设置都为1，
MSC 多次采样、转换位。
   有效条件：CONSE!=0,MSC＝1表示仅首次转换同SHI信号的上升沿触发采定时器，采样转换在前一转换完成立即进行。程序中设置为1
MSC的作用是：在顺序转换或重复转换中，若MSC置1则只需最初有一个触发信号，随后都会在前一次转换完成后，自动进入下一次转换。否则的话，每次转换完成都还需另个的触发信号。-----------DATASHEET.
本文来自: 高校自动化网(W) 详细出处参考(转载请保留本链接)：
2.5V 内部参考电压选择位：0——1.5V，1——2.5V
REFON  参考电压控制位 0内部参考电压关闭  1则为打开
ADC12ON  内核控制位  0关闭 1打开
ADC12TOVIE  转换时间溢出中断允许 0没发生转换时间溢出  1则表示发生
ADC12TVIE   溢出中断允许位   0没有发生溢出  1表示发生溢出
以上5个位都设置0。
整个初始化意为选择使用外部参考源
2  打开ADC12模块
void Adc12Open(uchar doit)
{
 if(doit==0)
 {
  ADC12CTL0 |= ADC12ON;
  ADC12CTL0 |= ADC12ENC;  //允许转换
 }
 else if(doit==100)
 {
  ADC12CTL0 &= ~ADC12ON;  //不允许转换
  ADC12CTL0 &= ~ADC12ENC;
 }
}
#define ADC12ON             (0x0010u) 
#define ADC12ENC            (0x0002u) 
寄存器ADC12CTL0中的ADC12ON复位时关闭ADC12的内核，置位时打开ADC12的内核。
寄存器同初始化，其实也可以看是初始化的一个步骤。即将ADC12CTL0中的ADC12ON和ENC置位，打开内核，允许ADC转换。
3   AdcDo函数
设置AD转换所使用的的模式和转换首地址。
AdcDo(0,2);
void AdcDo(uint adr,uchar mod)
{
 ADC12CTL1 = (adr<<12)+ADC12SHP+(mod<<1);   //SHP意思为由采样定时器控制采样
}
#define ADC12SHP            (0x0200u)   
二、操作寄存器ADC12CTL1 
CSSTARTADD   SHS     SHP  ISSH   ADC12DIV   ADC12SSEL   CONSEQ   ADC12BUSY
  15-12      11-10    9    8     7-5     4-3      2-1       0
CSSTARTADD   转换存储器地址位，这4位表示二进制0-15分别对应ADC12MEM0-15.可以定义单次转换地址或序列转换的首地址。（程序中设置为0）
扩展采样模式（SHP=0）：即SHI信号直接决定采样时间，参看DATASHEET和时序图；
脉冲采样模式时，SHI只负责输入一个上升沿信号来触发采样，而采样时间由ADC12CLK及SHT0_X或SHT1_X决定。
SHS   采样触发输入源选择位
0  ADC12SC  
1 TIMER_A.OUT1   
2  TIMER_B.OUT0     
3 TIMER_B.OUT1    （程序中为1）
SHP  采样信号(SAMPCON)选择控制位
0 采样信号源自采样触发输入信号  
1 源自采样定时器，由输入信号（即采样信号）的上升沿触发采样定时器。   （程序中为0）
ISSH  采样输入信号方向控制位   （程序中为0）
      0 同向输入   1 反向输入
ADC12DIV  ADC12时钟源分频因子选择位，分频因子为3位二进制加一。  （程序中为0即分频因子为0）
ADC12SSEL   ADC12内核时钟源选择
0 ADC12内部时钟源：ADC120SC  
1 ACLK  
2 MCLK   
3 SMCLK （程序中为0，选ADC内部时钟）
CONSEQ   转换模式选择位
    0  单通道单次转换  
1 序列通道单次转换  
2 单通道多次转换  
3 序列通道多次转换 （程序中为2）
ADC12BSSY   ADC12忙标志
     0  表示没有活动   1表示正处于采样期间、转换、或序列转换期间。   （程序中为0）
注：只用于单通道单次转换模式
3-15位只能大ENC=0的前提下才能修改，因而初始化时是让ENC为复位。
4． SetTongDao
void SetTongDao(uchar tongdao,uchar eos,uchar mem,uchar verf,uchar inter)  4 0 0 2 1
{
 char *pmem_ctl= ADC12MCTL;
 pmem_ctl += mem;//pmem_ctl加上mem，所指向的即为要操作的寄存器ADC12MCTLx
 *pmem_ctl = tongdao+ (eos<<7) + (verf<<4);
 if(inter==0)
  ADC12IE &= ~(0x1<换参考电压     4、转换完毕后是否触发中断
   指针变量pmem_ctl指向ADC12MCTL的基地址，参数mem的取值为0~15,对应各存储器。pmem_ctl加上mem，所指向的即为要操作的寄存器ADC12MCTLx，在本模块中，应当至少使转换序列的最后一个通道转换完成时触发中断，以便置位等待转换结束的标志变量Wait,Wait为全局变量。
   实质是对
三、ADC12MCTL转换存储控制寄存器的操作：

EOS                   SREF          INCH
 7                   6 5 4         3 2 1 0
EOS为序列结束控制位  0表示序列还没有结束  EOS=1表示此序列中最后一次转换 （程序中取0，取外部中断源）
EOS位于所需AD通道中最后一个通道的ADC12MCTLX中，并且，中断允许是最后一个通道对应的ADC12MEMX对应的中断允许置位。
SREF  参考电压选择位   （程序中取2/3）
0 VR+=AVCC,VR=AVSS  (采集两路模拟电源)  
1 VR+=VREF+ （内部参考源）,VR-=AVSS （模拟电源） 
2\3 VR+=VAREF+（外部参考）,VR-=AVSS （模拟电源） 
4  VR+=AVCC,VR-=VREF_/VEREF-
5 VR+ =VREF+,VR-= REF_/VEREF-     
  6,7 VR+=VEREF+，VR-=VREF-/VEREF-
INCH     （程序中取0）
0-7  A0-A7          （此为8路外部通道）
8  VEREF+          
9 Veref+         
10 片内温度传感器输出  
11（Avcc-Avss）/2  此为4路内部部通道
12-15   A12 - A15
其中
四、ADC12IE为中断使能寄存器
ADC12IE.15   14  .........1     0
意思1为允许相应的中断标志位ADC12IFG.X在置位时发生中断请求，0为禁止中断。
顺便介绍
五、ADC12IFG
各位为1表示转换结束，且转换结果已经装入转换存储器，0表示ADC12MEMX被仿问。
因此上面的程序中，如果INTER=则禁止中断，1则允许中断。
5  Adc12Go
void Adc12Go()
{
 uchar q0;
 for(q0=0;q0<16;q0++) AdMem[q0]=0;
 Wait=0;
 ADC12CTL0 |= ADC12ENC+ADC12SC; //转换开始
 while(Wait==0)  {;}           //等待转换结束
}
此函数功能为使用软件方式AD,全局数组ADMEM用来存储转换结果，在启动前前16位全部赋0并复位转换完成标示WAIT。启动转换的方法为将ADC12CTL0的ENC置位，将寄存器在ADC12CTL0中的ADC12SC位置位，

ADC12采样保持时间与采样频率
(由于近期要做简易示波器，要用到高频采样，所以对MSP430内部的ADC12进行了一些实验。技术手册中说明ADC12的最高采样频率可以达到200ksps，但是经过研究发现ADC12的最高采样频率只有165KHz；采样保持时间与转换时间是不可避免的。以下为微控资料：
【采样与转换】
ADC12完成对一个模拟信号模数转换过程由两部分组成:采样保持和转换.
完成采样转换周期时间= 采样保持时间 +转换时间
采样保持时间：
由产生SAMPCON信号开始到结束所需时间，这期间ADC进行对模拟信号采样保持。在脉冲采样模式时(SHP=1)，采样时间： Tsample ＝ 4 x ADC12CLK x N。式中，Tsample为采样保持时间，ADC12CLK为ADC12内核时钟周期，N则由SHT1(SHT0)的4位二进制码决定。采样保持时间与ADC12模块的等效输入电路有关。从ADC12模块输入看ADC内部等效为一个电阻(2K)与一个电容(30pf)相串联.这个内部RC常数直接影响着最小的采样保持时间参数.所以,在采样转换中有一个最小采样保持时间值概念.这个最小采样保持时间值从上式中可以看出是由ADC12CLK时间周期决定(N=1时)，也就是说ADC12CLK的最高频率；这个频率不能超出MSP430芯片手册中所指定的最高频率(最小采样保持时间值)。关于脉冲采样模式(SHP=1)这个最小采样保持时间值因芯片不同，详情可以查看相应的芯片手册。
转换时间：ADC12核将采样保持的模拟信号转换成数字所需要的时间，这个转换时间在脉冲采样模式和扩展采样模式都是相同的。
转换时间=13 x （ADC12CLK/Fadc12clk）
在脉冲采样模式时完成一个模拟信号采样转换周期时间计数公式为：
= (4 x ADC12CLK x N) + ( 13 xADC12CLK/Fadc12clk))
以上内容来自微控论坛，因为要使用最高采样频率，对输入时钟以及采样保持时间不清楚，1611头文件中并未指出SHTx_x对应的分频因子具体是多少，所以自己亲自实验测量。输入信号为1kHz，ADC输入时钟为SMCLK，时钟频率为8MHz。
#define SHT0_0 (0*0x100u)//分频因子为N=0（此时无保持时间，无法运行）
#define SHT0_1 (1*0x100u)//分频因子为N=8.8（对应采样频率为166k）
#define SHT0_2 (2*0x100u)//分频因子为N=8.8 (对应采样频率为166k）
#define SHT0_3 (3*0x100u)//分频因子为N=9 （对应采样频率为162k）
#define SHT0_4 (4*0x100u)//分频因子为N=16 （对应采样频率为104k）
#define SHT0_5 (5*0x100u)//分频因子为N=24 （对应采样频率为73k）
#define SHT0_6 (6*0x100u)//分频因子为N=32 （对应采样频率为57k）
#define SHT0_7 (7*0x100u)//分频因子为N=48 （对应采样频率为39k）
#define SHT0_8 (8*0x100u)//分频因子为N=64 （对应采样频率为30k）
可见ADC12的最高采样频率为165KHz，实验数据没有进行数据统计，内容仅供参考。
补充：SHP=1时为脉冲采样模式（pulse mode），此时采样由采样定时器的上升沿触发， Tsample ＝ 4 x ADC12CLK x N，分频因子N决定了采样保持时间的长短。SHP=0时为扩展采样模式（extended sample ），采样由SHI信号触发，（无采样保持时间，）SAMPCON信号在高电平时采样下降沿转换，转换时间为13个ADC12CLK。