K60 -AD.DA.CMP.TSI模块

1、第7章A/D，D/A，CMP和TSI模块，2012 02，主要知识点，16位A/D转换模块的驱动部件设计，7.1，12位D/A转换模块的驱动部件设计，7.2，K60的比较器模块的驱动部件设计，7.3 本章总结，7.5，7.1 16比特的A/D转换模块的驱动部件设计，A/D转换的基础知识采样精度：是数字量最小量变化时的模拟信号的变化量，即采样位数。 采样率：是一次完成A/D采样所需的时间。 过滤器：为了使采样数据更准确，需要对采样数据进行过滤以去除误差大的毛刺。 一般采用中值滤波法和平均滤波法提高采样精度。 物理量回归：在实际应用中得到稳定的A/D采样值后，需要将A/D采样值与实际物理量建立对应

2、关系，此步骤称为物理量回归。 7.1.2 A/D转换常用的传感器介绍，传感器是把物理量和化学量转换成电信号的器件，它是实现测试和自动控制系统的主要环节。 下面介绍几个简单的传感器。 1 .温度传感器是利用一些金属、半导体等材料的温度特性而制作的，这些特性包括热膨胀、电阻、电容器、磁、热电势、热噪声、弹性和光学特性，根据制造材料而定，可以使用热敏电阻传感器、半导体热电偶传感器、p 2 .受光电阻器受光电阻器是利用半导体的光电效应制作的电阻值根据入射光的强弱而变化的电阻器，入射光强度、电阻减少，入射光弱，电阻增大。 3 .灰度传感器与灰度无关，容易被认为是颜色的浓淡程度。 灰度传感器的主要工作原理

3、是，通过使用两个二极管，一个是发出白光的高亮度发光二极管，另一个是光电二极管。 7.1.3 A/D转换模块的概要和编程点，ADC模块的编程点1)ADC模块的初始化顺序如下： (1)布置sim _ scc6，以便使ADC的时钟有效。 把AD通道的端子复用功能设为ADC功能。 (2)安装ADC配置寄存器(CFG )，并选择用于产生内部时钟输入的时钟源和分频因子。 可以同时构成ADC的选择采样时间和低功耗功能。 (3)配置ADC状态和控制寄存器(SC1n )，选择变换是否为单端或差分模式，允许或禁止变换完成中断，且选择经变换的输入信道。2 )开始转换的操作在初始化结束后，向SC1n的域ADCH写入通

4、道值时，开始AD转换。 3 )转换完成转换结果被发送到数据结构寄存器时，转换结束。 通过查看SC1n寄存器的COCO位，可以确认转换是否完成。 4 )当结束获取ad值的转换时，结果寄存器的值成为转换结果。 最后，需要清除标志寄存器的COCO来完成转换比特。 7.1.4 A/D转换驱动部件的设计，AD模块有初始化、采样、中值滤波器、平均滤波器等操作。 根据要素的思想，可以将它们封装为独立的功能函数。 AD组件包含头文件hw_adc.h和hw_adc.c文件。 AD组件头文件主要包含相关宏的定义，以及AD功能函数的原型说明等。 AD组件程序文件的内容给出了AD各功能函数的实现过程。 K60的A/D

5、转换程序代码参照本第165页，7.2位D/A转换模块的驱动部件设计、D/A转换的基础知识模拟数字转换DAC(Digital-to-Analog Converter )是ADC的逆转换，MCU 完成该转换的电路被称为数字模拟转换器，也被称为DAC。 D/A转换的指标1 )分辨率(Resolution )是数字量变化最小量时的模拟信号的变化量。 分辨率也称为精度，通常用数字信号的位数来表示。 2 )设置时间(Setting Time )是将一个数字转换成稳定的模拟信号所需要的时间，并且也可以认为是转换时间。D/A转换器的分类1 )电压输出型电压输出型DA转换器虽然有从电阻阵列直接输出电压的转换器，

6、但一般使用内置输出放大器以低阻抗输出。 2 )电流输出型电流输出型DA转换器几乎不直接利用电流输出，大多外置电流-电压转换电路得到电压输出。 3 )有的乘法型DA转换器使用一定的基准电压，有的对基准电压输入施加交流信号，后者因为能得到将数字输入和基准电压输入相乘后的结果输出，所以被称为乘法型DA转换器。 4)1位DA转换器，7.2.2 D/A转换模块的概述，K60的12位DAC主要具有以下特性： (1)芯片上可编程输出发生器(2)双向参考源电压选择(3)支持16个字的数据缓冲器；(4)dma对DAC的三个工作模式1 )正常模式缓冲器作为一个循环缓冲器，并且一发生触发，读取指针就每次增加一。 当

7、读取指针到达顶部时，下一次事件触发时返回0。 2 )在读取指针位于最上面时，颤动模式不返回0，在下一次触发中，颤动模式减去1直到变为0。 3 )如果发生了一次扫描模式事件，则使读取指针逐一递增，当到达开头时停止。 复位后，读指针返回0。 由于DAC模块具有诸如初始化、DAC转换等操作，因此在7.2.3 D/A转换驱动构件的设计中，可以根据构件的思想，将它们封装成多个独立的功能函数。 DAC组件包hw_dac.h和hw_dac.c文件。 DAC组件头文件主要包含相关宏定义，以及DA功能函数的原型说明等。 DAC组件程序文件的内容给出了DAC各功能函数的实现过程。 D/A转换部件函数第172页D/

8、A转换驱动设计部件的测试示例第173页，7.3 K60的比较器模块的驱动部件设计，CMP的基础知识1 .模拟比较器对模拟值和标准值进行比较，超过该值时输出高(或低)电平。 相反，输出低(或高)电平。 2 .使用数字比较器来比较两组二进制数是否相同，同时输出(或低)高电平并输出相反电平。 7.3.2 CMP模块的概况和编程点，CMP模块介绍1)CMP框图，2)CMP中断CMP可在比较输出的上升沿或下降沿产生中断。 在设置了SCEIET位和SCECFR时，或者在设置了SCRIEF位和SCRCFF时，对中断请求进行响应。 编程点CMP模块初始化(1)设置1)sim_scgcc4寄存器的CMP比特，并

9、打开CMP的时钟模块。 K60的电源默认情况下关闭比较器模块，但如果不打开该模块，以下设置对K60没有意义。 (2)通过cr0、CR1和FPR寄存器设定比较器的动作模式。 (3)在使用内部6位DAC作为基准电压的情况下，设定比较器DAC的基准电压。 (安装MUXCR寄存器使能复用器MUX，选择要比较的通道。 如果选择通道7，默认为内部6位DAC输出。 为了比较(5)输出，设置CR1使能模块的输出端子，使能输出端子后，设置对应的通道输出端子的多路复用功能，即设为比较输出功能。 (6)比较器还具有如下功能：在比较输出的上升沿或下降沿中发生中断，在SCRIEF配置输出的下降沿中发生中断，在SCRIE

10、R配置输出的下降沿中发生中断。 7.3.3根据CMP驱动部件设计、部件设计思想封装比较器的部件函数头文件和比较器的部件函数。 在此基础上给出编程示例，以供学习参考。 CMP构件函数根据第177页的CMP驱动构件的测试示例参照第179页，7.4 TSI触摸感应接口、TSI基础知识1.TSI触摸感应原理根据电子学的知识可知，未接地的电极与地之间存在电容。 人体可以认为是接地面(虚地)，当人体接近电极板时，电极和接地面的有效面积等效地变大，电极板的电容值变大。 TSI模块的内部机制可以实现电极电容值的检测并设置用于触发检测事件的阈值。TSI模块测量容量的基本原理TSI模块内部带有两个电流源对外部电极

11、进行充放电，使电极板产生三角波信号。 信号电压的峰值可以通过设置TSI模块扫描控制寄存器(SCAN )的相关字段来设置。 电极上的三角波信号的频率根据电极电容的变化而变化，电极电容变大时三角波信号的频率减少，周期变大。 7.4.2 TSI模块的概要和编程要点，TSI驱动部件在TSI部件上安装的函数如下说明。 (1)hw_tsi_init TSI初始化函数主要完成TSI模块的操作的参数设置，包括操作时钟、操作方法、电参数、管脚门功能和模块功能等。 默认情况下，中断没有打开。 要使用中断触发模式，可以使用hw_tsi_enable_interrupt宏定义来执行某些列中断触发设置。 (2)hw_t

12、si_get_value16一次启动TSI扫描，一次获取16个TSI通道的所有计数值，并返回已存储结果的参数阵列。(3)hw_tsi_get_value1开始TSI扫描，获取指定TSI信道的计数值，并且直接返回结果。 该函数在内部调用了hw_tsi_get_value16函数。 (4)设定4)hw_tsi_set_threshold1指定TSI通道的触发阈值。 如果所设置的触发阈值包括阈值下限和阈值上限，并且使TSI模块自动进行了超出范围的判断，那么如果TSI信道计数值超过所设置的阈值上限，则TSI模块将认为TSI端子上有TSI事件触发如果在程序中进行自定义的阈值判定，就没有必要在阈值寄存器中

13、设定阈值。 (5)hw_tsi_set_threshold16一次指定16个TSI信道的触发阈值。 该函数在内部调用了hw_tsi_set_threshold1函数。(6)TSI_Isr TSI中断服务程序，响应TSI中断触发事件。 注意，由于TSI模块只有一个中断源，因此，在高级的TSI应用中，需要使用该函数来确定触发状况并确定中断响应如何。 要启动TSI中断触发模式，必须使用hw_tsi_enable_interrupt宏执行一系列中断触发设置操作，并注册到中断向量表，以使用TSI中断。 TSI驱动函数文件在第184页TSI驱动部件的测试示例在第186页、第7.5章总结，ADC的功能是将电压信号转换成对应的数字信号。 在实际应用中，可以经由与传感器相对应的转换电路，经由例如温度、湿度、压力等物理信号转换电压信号。 如果进行AD转换，则MCU就能够认识到物理量的信息。 进行A/D转换必须理解一些基本问题：第一，采样率第二，采样率第三，抗噪滤波第四，物理量的回归等。 DAC是ADC的逆转换，如果需要用于输出MCU处理之后的信号的模拟控制设备，则需要将数字容量转换为模拟容量。 DA