TMS320F28027课件-第五讲-ADC

教材：《32位数字信号控制器原理及应用》《DSP原理及应用》Lecture5ADC黄灿水2015.3一、ADC（模数转换）原理Lecture5ADCCPU控制对象传感器放大器滤波器A/DD/A放大器数据处理芯片执行部件模拟信号数字信号2015/4/21Tuesday3一、ADC（模数转换）原理1）、模拟信号2）、数字信号)(txt1)(ny1n379)(ny)(tx123•幅值上连续•时间上连续•幅值上量化•时间上离散Lecture5ADC一、ADC（模数转换）原理分辨率：指ADC所能分辨的最小模拟输入量，通常用ADC的位数表示。如：12位ADC的分辨率为12位，10位ADC的分辨率为10位。转换精度：指实际输入的模拟值与理论输入的模拟值（根据ADC输出推算）之间的偏差。常用数字量最低有效位LSB的几分之几表示。转换时间和转换速度：转换时间指完成一次ADC所需的时间。转换速度是转换时间的倒数。Lecture5ADCVINDOUT06201240186124813102372240950.5v1v1.5v2v2.5v3v3.3v量化一、ADC（模数转换）原理)(*)(4095VREFLOVINVREFLOVREFHIDOUT量化（12位）Lecture5ADC一、ADC（模数转换）原理以28027为例：（1）若VREFHI=3.3V、VREFLO=0V，则有：VIN：0V1V2V3V3.3VDOUT：01240248137224095（2）若VREFHI=2V、VREFLO=1V，则有：VIN：≤1V1.5≥2VDOUT：020474095)(*)(4095VREFLOVINVREFLOVREFHIDOUT量化（12位）Lecture5ADCLecture5ADC二、F2802xADC模块概述内置两个采样/保持（S/H）电路的12位ADC内核同步采样模式或顺序采样模式模拟输入量：0V～3.3V（固定的），或者VREFHI～VREFLO（比例模式）以全系统时钟运行，无需预分频多路复用输入16个通道16个SOC（Star-of-Conversion）配置16个结果寄存器（可单独寻址），用于存储转换值Lecture5ADC多个触发源-S/W—软件立即启动-ePWM1～ePWM7-GPIOXINT2-CPU定时器0/1/2-ADCINT1/29个灵活的PIE中断，在任意转换之后可以配置中断请求二、F2802xADC模块概述Lecture5ADC二、F2802xADC模块概述二、F2802xADC模块概述Lecture5ADCLecture5ADC三、SOC配置SOC：是一种配置设置，它定义的是单通道单转换。包含3个配置：启动转换的触发源、转换通道、采样保持窗口。每个SOC都是单独配置，即触发源、通道、采样保持窗口可任意组合，可实现从“使用不同触发器、不同通道的单独采样”到“使用单个触发器、相同通道的过采样”。触发源：ADCSOCxCTL、ADCINTSOCSELy、通道和采样保持窗口：ADCSOCxCTL寄存器Lecture5ADC采样保持窗口：ADCSOCxCTL寄存器6位域：ACQPS允许最少的采样周期是7（ACQPS=6）。三、SOC配置ADC时钟ACQPS采样窗口转换时间（13个周期）总时间60MHz6116.67ns216.67ns333.34ns60MHz8150.00ns216.67ns366.67ns60MHz10183.33ns216.67ns400.00ns60MHz14250.00ns216.67ns466.67ns60MHz25433.33ns216.67ns650.00ns40MHz6175325ns500.00ns40MHz25625325ns950.00nsLecture5ADC三、SOC配置Lecture5ADC四、ADC的优先级当几个SOC标志同时置位时，转换优先级判断方式：轮询优先级（默认）和高优先级。由轮转指针决定：ADCSOCPRIORITYCTL寄存器RRPOINTERLecture5ADC四、ADC的优先级-轮询优先级（默认）Lecture5ADC四、ADC的优先级-高优先级Lecture5ADC五、同步采样模式同步采样：ADC包含两个采样/保持电路，允许同时对两个不同的通道进行采样，保证两个信号之间的采样延迟最短。使用ADCSAMPLEMODE寄存器对一对SOCx进行配置。偶数编号的SOCx和它之后的奇数编号的SOCx（如SOC0和SOC1）配成一对，连接同一个使能位（此时SIMULEN0）。Lecture5ADC五、同步采样模式同步采样配置：任意一个SOCx触发源都可以启动一对转换。那对转换通道将由A通道和B通道组成。同时采样两个通道。转换A通道转换后产生偶数编号的EOCx脉冲，B通道转换后产生奇数编号的EOCx脉冲。A通道的转换结果存放在偶数编号的ADCRESULTx寄存器中，B通道的转换结果则存放在奇数编号的ADCRESULTx寄存器中Lecture5ADC例如：如果ADCSAMPLEMODE.SIMULEN0位置1且SOC0配置如下：CHSEL=2（ADCINA2/ADCINB2通道）TRIGSEL=5（ADCTRIG5=ePWM1.ADCSOCA）当ePWM1.ADCSOCA触发时，ADCINA2和ADCINB2将会同时被采样。ADCINA2立即转换，结果存ADCRESULT0中，产生EOC0脉冲；ADCINB2被转换，结果存ADCRESULT1中，产生EOC1脉冲。五、同步采样模式Lecture5ADC六、ADC中断16个SOCx产生16个EOCx（End-of-Conversion）标志。EOCx可设置为转换开始或结束时。ADC的9个中断配置选择EOC0~EOC15信号作为中断源。ADCINT1和ADCINT2信号可作为SOCx的触发源。这对连续转换来说非常有用。Lecture5ADC七、ADC上电顺序ADC在复位后是关闭状态。在必须在PCLKCR0.ADCENCLK先使能时钟。启动ADC的操作如下：1.如果使用外部参考源，在ADCCTL1.ADCREFSEL使能。2.在ADCCTL1寄存器（5-7位ADCPWDN,ADCBGPWD,ADCREFPWD）中启动参考源、带隙和模拟电路。3.通过设置ADCCTL1.ADCENABLE使能ADC。4.在首次转换之前延时1毫秒。Lecture5ADC八、ADC寄存器寄存器名称大小描述ADCCTL11控制1寄存器ADCINTFLG1中断标志寄存器ADCINTFLGCLR1中断标志清除寄存器ADCINTOVF1中断溢出寄存器ADCINTOVFCLR1中断溢出清除寄存器ADCINTSEL1AND21中断1和2选择寄存器ADCINTSEL3AND41中断3和4选择寄存器ADCINTSEL5AND61中断5和6选择寄存器ADCINTSEL7AND81中断7和8选择寄存器ADCINTSEL9AND101中断9选择寄存器（保留中断10选择寄存器)ADCINTSOCSEL11中断SOC选择1寄存器（适用于8通道）ADCINTSOCSEL21中断SOC选择2寄存器（适用于8通道）Lecture5ADC八、ADC寄存器寄存器名称大小描述SOCPRICTL1SOC优先级控制寄存器[1]ADCSAMPLEMODE1采样模式寄存器[1]ADCSOCFLG11SOC标志1寄存器（适用于16通道）ADCSOCFRC11SOC强制1寄存器（适用于16通道）ADCSOCOVF11SOC溢出1寄存器（适用于16通道）ADCSOCOVFCLR11SOC溢出清除1寄存器（适用于16通道）ADCSOC0CTL–ADCSOC15CTL1SOC0控制寄存器～SOC15控制寄存器ADCREFTRIM1基准调节寄存器ADCOFFTRIM1偏置量调节寄存器ADCREV–reserved1修订寄存器ADCRESULT0–ADCRESULT151ADC结果0寄存器～ADC结果15寄存器（续）Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCCTLBIT15：ADC模块的软件复位位。读取总为0。写1复位ADC，但是有2个时钟周期的延迟。BIT14：ADC使能位。写0禁用，写1使能。BIT13：ADC忙状态位。读为0表示忙，读为1表示不忙。Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCCTLBIT12-8：ADCBSY=0，ADCBSYCHN保持上一次通道号。ADCBSY=1，ADCBSYCHN当前处理通道号。00-07：ADCINA0-ADCINA708-0F：ADCINB0-ADCINB71x：无效Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCCTLBIT7：写0-除帶隙和基准电路外所有模拟电路都掉电写1-内核内的模拟电路上电BIT6：写0-帶隙电路掉电写1-帶隙电路上电Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCCTLBIT5：写0-参考缓冲器电路掉电写1-参考缓冲器电路上电BIT3：参考电压选择位，写0-使用内部帶隙产生参考电压写1-使用外部VREFHI/VREFLO参考电压Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCCTLBIT2：写0-开始转换时产生INT脉冲（EOS）写1-锁存转换结果前1个周期时产生INT脉冲BIT1：写0-VREFLO不与ADC连接（ADCINB5可用）写1-VREFLO在内部与ADC连接，用于采样Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCCTLBIT0：写0-温度传感器有效写1-温度传感器无效Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCINTFLGBIT8-0：ADCINTx（x=9-1）中断标志位Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCINTFLGCLRBIT8-0：ADCINTx（x=9-1）中断标志清除位；读为0；写0无效；写1清0。Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCINTFLGOVFBIT8-0：ADCINTx（x=9-1）中断溢出状态位；0-无溢出；1-有溢出。注：如果相关的ADCINTFLG位被设置且额外又产生了EOC触发事件，那么就表示出现了溢出条件。Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCINTOVFCLRBIT8-0：ADCINTx（x=9-1）中断溢出清除位；写0-无动作；写1-清除ADCINTOVF相应位。Lecture5ADC八、ADC寄存器-INTSEL1N2INTxCONT：ADCINTx连续模式使能位0-需手动清除ADCINTx标志（在ADCINTFLG中）1-每当产生EOC脉冲时便产生ADCINTx脉冲INTxE：ADCINTx中断使能位0–禁止中断；1-使能中断。Lecture5ADC八、ADC寄存器-INTSEL1N2INTxSEL：ADCINTx的EOC触发源选择位00-0F–EOC0-EOC15Lecture5ADC八、ADC寄存器以下寄存器参考：INTSEL1N2INTSEL3N4INTSEL5N6INTSEL7N8INTSEL9N10Lecture5ADC八、ADC寄存器-SOCPRICTLBIT10-5：轮询指针，保存轮询环中上个被转换的SOCx的值，该指针被轮询机制用来确定转换顺序。00-0F→SOC0-SOC15BIT4-0：SOC的优先级，决定优先级模式的切断点。SOC0-SOC(SOCPRIORITY-1)为高优先级Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCSAMPLEMODESIMULENx：同步采样使能位。写0-SOCx和SOC(x+1)设置成单采样模式写1-SOCx和SOC(x+1)设置成同步采样模式注：相应通道在转换时，该位不能置1。Lecture5ADC八、ADC寄存器-ADCINTSOCSEL1SOCx：中断触发器选择位。选择由哪个ADCINT触发SOCx。这个字段优先于ADCSOCxCTL寄存器中的TRIGSEL字段。00–没有ADCINT