第9章模数转换

1第9章模数转换模块9.1模数转换(ADC)模块的特性1.

ADC模块的特性带有内部采样-保持电路10bitADC模块375ns的转换时间。16个模拟输入通道，每8个通过一个8选1的模拟多路转换开关。对16路模拟量进行“自动排序”。两个独立的8状态排序器(SEQ1和SEQ2)，可以独立工作在双排序器模式，或级联为16个状态排序器模式(SEQ-级联模式)在给定的排序模式下，4个排序控制器决定模拟通道的转换顺序。16个存放结果的寄存器(RESULT0∼RESULT15)有多个启动ADC转换的触发源如下：通过ADC控制寄存器SOCSEQn位，软件立即启动EVA事件管理器启动EVB事件管理器启动ADC的SOC引脚启动EVA和EVB可分别独立地触发SEQ1和SEQ2(仅用于双排序器模式)有单独的预定标的采样/保持时间图9.2级联工作方式下自动排序ADC的结构框图图9.1双排序器工作方式下自动排序的ADC的结构框图特征参数SEQ1SEQ2SEQ开始转换触发模式EVA软件外部引脚EVB软件EVAEVB软件外部引脚最大自动转换通道数8816触发优先权高低不适用A/D转换结果寄存器0~78~150~15排序控制器位分配CONV00~CONV07CONV08~CONV15CONV00~CONV15表9-1双排序器和单排序器工作比较2.ADC模块的寄存器表9-2ADC模块的寄存器

地址寄存器名称70A0hADCCTRL1ADC控制寄存器170A1hADCCTRL2ADC控制寄存器270A2hMAXCONV最大转换通道寄存器70A3hCHSELSEQ1通道选择排序控制寄存器170A4hCHSELSEQ2通道选择排序控制寄存器270A5hCHSELSEQ3通道选择排序控制寄存器370A6hCHSELSEQ4通道选择排序控制寄存器470A7hAUTO_SEQ_SR自动排序状态寄存器70A8h∼70B7hRESULT0∼RESULT15转换结果寄存器0∼1570B8hCALIBRATION校准寄存器ADC控制寄存器1(ADCTRL1)——70A0h位15

保留位14

复位位。该位引起一个对整个ADC模块的主动复位，所有寄存器和排序器指针都复位到初始状态。0：无影响1：复位整个ADC模块位13-12

SOFT位和FREE位。决定仿真悬挂时ADC模块的工作情况。00：一旦仿真悬挂，ADC模块立即停止10：仿真悬挂时，ADC模块完成当前转换后停止x1：自由运行，继续运行而不管仿真悬挂位11-8

采样时间选择位ACQPS3-ACQPS0。决定ADC时钟的预定标系数，为ADCTRL1[11:8]+1乘以ADCCLK周期位7

CPS，转换时钟预定标位。决定ADC转换逻辑时钟的预定标。0：ADCCLK=

fCLK/11：

ADCCLK=

fCLK/2位6连续转换位CONTRUN。决定排序器工作在连续转换模式或启动/停止模式0：启动/停止模式； 1：连续转换模式位5

ADC中断请求优先级位INTPRI。0：高优先级； 1：低优先级。位4

级连排序器工作方式位SEQCASC。0：双排序器工作模式。SEQ1和SEQ2最多可选择8个转换通道的排序器。1：级连模式。SEQ1和SEQ2级连起来作为一个最多可选择16个转换通道的排序器SEQ。位3

偏差校准使能位CALENA。0：禁止校准模式； 1：使能校准模式。位2

桥使能位BRGENA。见表9.4(P249)0：满的参考电压被接到ADC输入1：参考的中点电压被接到ADC输入位1

VREFHI和VREFLO选择位HI/LO。见表9.4(P249)0：用VREFHI作为ADC输入1：用VREFLO作为ADC输入位0

V自测试使能位STESTENA。0：禁止自测试模式； 1：使能自测试模式；ADC控制寄存器2(ADCTRL2)——70A1h位15EVBSOCSEQ。EVB的SOC信号为级连排序器使能位。0：不起作用1：允许级连的排序器SEQ被事件管理器B的信号启动位14

RSTSEQ1/STRTCAL。复位排序器1/启动校准转换方式位。在校准转换方式被禁止的情况下：0：不起作用；1：立即复位排序器使排序器指针指到CONV00在校准转换方式被使能的情况下：0：不起作用；1：启动校准转换方式位13

SOCSEQ1。启动SEQ1转换位。0：清除一个悬挂的SOC请求1：软件触发启动SOC请求位12

SEQ1BSY.SEQ1忙状态位。0：SEQ1处于空闲状态1：SEQ1处于忙状态，一个转换序列正在进行位11-10对SEQ1的中断方式使能控制位。位9

INTFLAGSEQ1位。ADC模块SEQ1的中断标志位。0：无中断事件发生； 1：发生过中断事件。位8

EVASOCSEQ1位。事件管理器A对SEQ1产生SOC信号的屏蔽位。0：SEQ1不能被EVA的触发源启动；1：允许SEQ1/SEQ被EVA的触发源启动。位7

EXTSOCSEQ1位。外部信号对SEQ1的启动转换位。0：不起作用；1：允许一个来自ADCSOC引脚上信号启动ADC自动转换序列。位6RSTSEQ2。复位排序器2。0：不起作用； 1：立即复位排序器使排序器指针指到CONV08。位5

SOCSEQ2。启动SEQ2转换位(仅适用于双排序器模式)。0：清除一个悬挂的SOC请求； 1：软件触发启动SEQ2。位4

SEQ2BSY。SEQ2忙状态位。0：SEQ2处于空闲状态； 1：SEQ2处于忙状态，一个转换序列正在进行。位3-2

对SEQ2的中断方式使能控制位。位1

INTFLAGSEQ2位。ADC模块SEQ2的中断标志位。0：无中断事件发生； 1：发生过中断事件。位0

EVBSOCSEQ2位。事件管理器B对SEQ2产生SOC信号的屏蔽位。0：SEQ2不能被EVB的触发源启动； 1：允许SEQ2被EVB的触发源启动。最大转换通道寄存器(MAXCONV)——70A2h位15-7

保留位6-0

MAXCONVn位域。决定一次自动转换最多转换的通道个数。该位域及其操作随排序器工作模式的变化而变化。自动排序状态寄存器(AUTO_SEQ_SR)——70A7h位15-12

保留位11-8

SEQCNTR3～SEQCNTR0。排序计数器。位7保留位6-4

SEQ2-State2～SEQ2-State0。反映SEQ2排序器指针的状态。用户可根据这几位的值，在结束转换信号EOS到来之前读取中间结果。位3-0

SEQ1-State3～SEQ1-State0。反映SEQ1排序器指针的状态。用户可根据这几位的值，在结束转换信号EOS到来之前读取中间结果。ADC输入通道选择排序控制寄存器(CHSELSEQn)——70A3h～70A6hADC转换结果缓冲寄存器(RESULTn)——70A8h～70B7h9.2ADC转换模块概述1自动排序器的操作原理2个8状态排序器SEQ1和SEQ2，也可级联成一个16状态排序器SEQ。状态：排序器可以执行的自动转换数目。ADC模块能对一个序列转换自动排序。转换结束后，结果依次保存在RESULT0、RESULT1……中。用户也可对同一通道进行多次采样，即“过采样”，得到的采样结果比传统的单采样结果分辨率高。规定排序器的状态如下：排序器SEQ1：CONV00-CONV07排序器SEQ2：CONV08-CONV15排序器SEQ：CONV00-CONV15

CONVnn位为4位长,可指定16个通道中的任何一个。自动排序器有两种工作模式：连续自动排序模式以及启动/停止模式。前一种模式收到一个SOC信号，会将整个序列转换完，转换过程不间断。转换完成之后输入通道恢复到初始状态；后一种模式可以有多个SOC信号，这些SOC信号是按时间顺序排列，一个SOC信号所定义的输入通道转换完成后不回到初始状态，而是等待另一个SOC信号继续转换。2连续自动排序的模式此模式，SEQ1/SEQ2在一次排序过程中，可对任意通道的8个转换进行自动排序。转换结果被保存到8个结果寄存器(SEQ1为RESULT0－RESULT7，SEQ2为RESULT8－RESULT15)。在一个排序中的转换个数受寄存器MAXCONV中的一个3位域或4位域控制。它的值在自动排序转换开始时被自动装载到自动排序寄存器(AUTO_SEQ_SR)的排序计数器状态域(SEQCNTR3∼0)。MAXCONV中的3位域有一个在0∼7范围的值，当排序器从状态CONV00开始依次进行。SEQCNTRn位从装载值开始向下计数直到SEQCNTRn为0。一次自动排序中完成的转换数为MAXCONVn+1。图9.3连续自动排序模式A/D转换流程图初始化ADC寄存器触发源产生启动信号SOCMAXCONV的值装入AUTO_SEQ_SR寄存器，排序器通道指针指向CONV00转换开始，每转换完一次SEQCNTR减1当前转换完成，结果存放在相应的RESULTn寄存器中SEQCNTR=0？设置ADC中断标志位INTFLAGSEQn=1ADC转换结束YNCONTRUN=1？

当SEQCNTRn达到0时，将根据ADCTRL1寄存器的连续运行位（CONTRUN)状态，发生以下事情：

(1)如果CONTRUN位＝1，转换排序自动再次启动（即SEQCNTRn重载MAXCONV1中的初始值，且SEQ1状态被置于CONV00）。

在这种情况下，必须确保在下一次转换排序之前读取结果寄存器。在ADC模块向结果寄存器写入数据而用户却想从结果寄存器读取数据时，ADC的仲裁逻辑确保结果寄存器不会崩溃。

(2)如果CONTRUN位＝0，则排序会停留在过去的状态（例如CONV06），并且SEQCNTRn继续保持0值。

因为每次SEQCNTRn达到0时，中断标志会被置1。如果需要，用户可使用ADCTRL2寄存器的RSTSEQn位，在中断服务程序中复位排序器，以便下一次转换启动时，SEQCNTRn可以重载MAXCONV1的初始值，且SEQ1状态被设置为CONV00。这一特性在排序器的启动/停止操作中很有用。例使用SEQ1的双排序模式中的A/D转换。假设SEQ1要完成7个通道的转换(通道2、3、2、3、6、7和12经过自动排序后转换)，则MAXCONV1的值应该设置为6，且CHSELSEQn寄存器的设置如下：位15-12位11-8位7-4位3-070A3h0011001000110010CHSELSEQ170A4hx110001110110CHSELSEQ270A5hxxxxCHSELSEQ370A6hxxxxCHSELSEQ43排序器的启动/停止模式任何一个排序器都可工作在启动/停止模式。这种模式和上例基本相同，但是排序器完成一个转换序列之后，可以在没有复位到初始状态CONV00情况下，被重触发。因此当一个转换排序结束后，排序器停留在当前的转换状态。ADCTRL1寄存器的连续运行位必须设置为0(禁止)。例排序器的启动/停止操作使用触发器1(下溢)启动3个自动转换(I1,I2,I3)，触发器2(周期匹配)启动3个自动转换(V1,V2,V3)。触发器1和触发器2时间间隔为25微秒，且由事件管理器A提供，如下图所示。在这种情况下，MAXCONV1的值被设置为2，并且ADC模块的输入通道选择排序控制寄存器(CHSELSEQn)应如表9-4所示设置。表9-4位15-12位11-8位7-4位3-070A3hV1I3I2I1CHSELSEQ170A4hxxV3V2CHSELSEQ270A5hxxxxCHSELSEQ370A6hxxxxCHSELSEQ4复位和初始化之后，SEQ1等待一个触发源信号。第一个触发源到来之后，执行通道选择值为CONV00(I1)、CONV01(I2)和CONV02(I3)的3个转换，然后，SEQ1在当前状态等待另一个触发源信号。当第一个触发源到来后25微秒，ADC模块开始另外3个转换，通道选择值为CONV03(V1)、CONV04(V2)和CONV05(V3)。在两种触发源的情况下，MAXCONV1的值被自动装入到SEQCNTR1中。如果第二个触发源信号到来时，要求转换的数目和第一个触发源时不一样，则用户必须(在第二个触发源到来之前)通过软件改变MAXCONV1的值，否则重新使用当前的MAXCONV1的值(初始载入的)，改变MAXCONV1的值可以在适当的时候由中断服务程序(ISR)来完成。在第2个转换完成后，ADC的结果寄存器的值如表9-5所示。表9-5ADC的结果寄存器的值缓冲寄存器ADC的结果RESULT0I1RESULT1I2RESULT2I3RESULT3V1RESULT4V2RESULT5V3RESULT6-RESULT15