[经验] 回报论坛，发一个经验帖~有关430精确控制AD采样率

Ben讨厌苦咖啡 2015-5-20 16:24 楼主

这段时间在搞的项目要用到430精确控制AD采样率，感觉自己搞了好久，期间没少问问题，论坛啊，QQ群啊，甚至还问过TI的员工，还和自己的小伙伴讨论了这个问题。非常给力的是最终我终于解决了这个问题。

因为我没有什么写代码的基础，当年的C语言也是水过去的。。。。。。单片机也没有学过，所以搞起来其实还是挺吃力的。最后程序的结构貌似也有些问题，不过先实现了精确控制AD采样的功能，还是挺有成就感。

在程序的结构上面可能我还有些问题，希望论坛的各位大神多给我些指导意见~~~非常感谢~~~~

好，废话不多说了，开搞~~~~我用的是MSP430F5529的板子~~~

首先说说我的思路。

其实思路很简单。设定AD 这里粗略的采样率一定要很大，然后在AD中断里面将ADC12MEM取到并转换的值赋给一个临时的temp 然后设定定时器，通过定时器设定固定时间进入定时器中断，在定时器中断里面将temp的值提取出来并处理~~~~~（我的程序是将temp转换并且通过UART串口发送到PC）

设定AD，AD的采样转换模式设为脉冲采样时序模式，时序图如下，从图上看到其实整个时序图是包含采样和转换的时间的，这里关于采样时间是有个公式：4*ADC12CLK*ADC12SHTx 注意，这里的采样时间其实是说得Tsample~

当时我在这里遇到个问题就是这个采样时间是指Tsample还是说整个加起来的时间？？最后问了TI的员工，他们回答我说只是Tsample。Tsample通过SHT0x和SHT1x来定义，但是我们没有办法知道Tsync的时间，从图上来看差不多3个ADCCLK吧~~~~~~所以，通过这里想要达到精确设定AD采样率的目的就不大可能了，只能说是粗略的设置。

所以，整个的采样转换时间应该是Tsample+Tsync+Tconvert 那么采样率就是这个的倒数了所以大概采样转换时间就是 4*ADC12CLK*ADC12SHTx+3ADC12CLK+13ADC12CLK; 通过这里就可以粗略地设定AD采样率。

其实主要遇到的问题就在这里，我得到的结论就是单单凭设定SHT寄存器是无法精确设定采样率的，想要精确设定采样率还是需要定时器。

网上的大神们给的建议是通过定时器触发AD采样。这个我有点没有太懂，后来也没有搞~~~

其实我这个思路真正的AD采样率是很大的，而且是不确定的，但是通过定时器固定时间将ADC12MEM读取出来其实也就是精确设定了采样率~~~~~

比较简单浅显，我也是个菜鸟，希望大神们别鄙视我~~~~~~谢啦！！！！

回复评论（18）

2推荐强仔00001

进步不错

点赞 2015-5-20 23:08

沙发 littleshrimp

这样的方法也会有一个问题，比如你一5K左右的ADC采样，后以3K的精准定时器读取temp数据，这时候你每次读取temp数据距离ADC写入temp的时间是不一样的，虽然在整体采样率上看似是精确的，但是结果里的每一个采样点的时间间隔却是不同的，有兴趣可以去了解一下相位噪声方面的知识。

点赞 2015-5-20 21:58

板凳 Ben讨厌苦咖啡

引用: littleshrimp 发表于 2015-5-20 21:58
这样的方法也会有一个问题，比如你一5K左右的ADC采样，后以3K的精准定时器读取temp数据，这时候你每次读取temp数据距离ADC写入temp的时间是不一样的，虽然在整体采样率上看似是精确的，但是结果里的每一个采样点的时间间隔却是不同的，有兴趣可以去了解一下相位噪声方面的知识。

嗯~说得没错~~~~~~但是感觉如果按照这个方法可能这个问题就不能避免了吧~

点赞 2015-5-20 22:07

4楼 littleshrimp

引用: Ben讨厌苦咖啡发表于 2015-5-20 22:07
嗯~说得没错~~~~~~但是感觉如果按照这个方法可能这个问题就不能避免了吧~

所以在定时器里使能ADC做单次转换会更好些。

虾扯蛋，蛋扯虾，虾扯蛋扯虾

点赞 2015-5-20 22:19

6楼 qiushenghua

本来这个帖子我不想回复了，看到强仔的回复，忍不住点了个赞。
确实，没有过单片机开发经历的人能做到这个地步已经很不错了。

在这里，我需要指出几个问题来。在你上一个帖子里我更关注于代码与程序思路，在这里说说系统设计的思路。

你的标题是“精确控制AD采样率”，一般来说，ADC的采样率是受其性能限制的。越高速，精度越高的ADC售价也就越贵。对于高速ADC而言，控制其采样速率只能通过控制ADC时钟来实现。正因为你的问题问得比较大，所以大家都往复杂了考虑，认为你是希望控制接近于芯片极限的那种采样率，并且还要准确的控制。

然后我们来看看具体的实例，你使用的F5529内置的ADC模块一般采样率是200ksps，而你在程序中的采样率是200sps（5ms）。是ADC模块常用采样率的千分之一，这与标题所描述的控制采样率就千差万别了。你咨询的TI员工，以及各种小伙伴估计都找错方向了。其实你的目的根本就不是去控制ADC时钟来实现精确采样率，而是通过让ADC间歇工作，来实现一个较为精确的低速采样。这么一来，只需要设置好定时器，在合适的时间让ADC转换一次数据就可以了。

另外你的ADC模块不应该工作在连续模式，因为你在一千个周期里只取一个数据，多余的数据转换完不取用是浪费。同时ADC转换过程会消耗能量，使用MSP430实现低功耗的目的也没能办到。

我之前给你的例程应该是单通道单次转换的，每次ADC模块只进行一次转换，转换完成之后自动关闭。每次采样前需要单独配置ADC模块。开始采样之后休眠，转换完成之后唤醒MCU继续工作。单次任务完成之后休眠等待定时器中断来唤醒。
（ADC转换过程中的休眠是为了节省CPU的功耗，在我看来，MSP430的最大优势就是休眠快，唤醒也快，全过程自动实现，几乎不用操心。ADC转换虽然只有几十到一两百个时钟周期，但是这期间MCU几乎不能完成其他任务，必须等待ADC转换结果。与其用while语句空转消耗能量，不如让其休眠，等转换完成用中断服务来唤醒，这样也多不了几个时钟周期。）

这个方案里ADC采样可能会有几个时钟周期的误差，应该在你允许的误差范围之内。

点赞 2015-5-21 01:10

7楼 Ben讨厌苦咖啡

引用: 强仔00001 发表于 2015-5-20 23:08
进步不错

整哭了~~~~~~~~~~~~~~

一直以来谢谢你的帮助啊小伙~~~~~~

点赞 2015-5-21 08:47

8楼 Ben讨厌苦咖啡

引用: littleshrimp 发表于 2015-5-20 22:19
所以在定时器里使能ADC做单次转换会更好些。

好主意啊！后面我可以试试！现在我选的是多次转换模式~~~~

点赞 2015-5-21 08:48

9楼 Ben讨厌苦咖啡

引用: qiushenghua 发表于 2015-5-21 01:10
本来这个帖子我不想回复了，看到强仔的回复，忍不住点了个赞。
确实，没有过单片机开发经历的人能做到这个地步已经很不错了。

在这里，我需要指出几个问题来。在你上一个帖子里我更关注于代码与程序思路，在这里说说系统设计的思路。

你的标题是“精确控制AD采样率”，一般来说，ADC的采样率是受其性能限制的。越高速，精度越高的ADC售价也就越贵。对于高速ADC而言，控制其采样速率只能通过控制ADC时钟来实现。正因为你的问题问得比较大，所以大家都往复杂了考虑，认为你是希望控制接近于芯片极限的那种采样率，并且还要准确的控制。

然后我们来看看具体的实例，你使用的F5529内置的ADC模块一般采样率是200ksps，而你在程序中的采样率是200sps（5ms）。是ADC模块常用采样率的千分之一，这与标题所描述的控制采样率就千差万别了。你咨询的TI员工，以及各种小伙伴估计都找错方向了。其实你的目的根本就不是去控制ADC时钟来实现精确采样率，而是通过让ADC间歇工作，来实现一个较为精确的低速采样。这么一来，只需要设置好定时器，在合适的时间让ADC转换一次数据就可以了。

另外你的ADC模块不应该工作在连续模式，因为你在一千个周期里只取一个数据，多余的数据转换完不取用是浪费。同时ADC转换过程会消耗能量，使用MSP430实现低功耗的目的也没能办到。

我之前给你的例程应该是单通道单次转换的，每次ADC模块只进行一次转换，转换完成之后自动关闭。每次采样前需要单独配置ADC模块。开始采样之后休眠，转换完成之后唤醒MCU继续工作。单次任务完成之后休眠等待定时器中断来唤醒。
（ADC转换过程中的休眠是为了节省CPU的功耗，在我看来，MSP430的最大优势就是休眠快，唤醒也快，全过程自动实现，几乎不用操心。ADC转换虽然只有几十到一两百个时钟周期，但是这期间MCU几乎不能完成其他任务，必须等待ADC转换结果。与其用while语句空转消耗能量，不如让其休眠，等转换完成用中断服务来唤醒，这样也多不了几个时钟周期。）

这个方案里ADC采样可能会有几个时钟周期的误差，应该在你允许的误差范围之内。

非常感谢版主大人的帮助，您详细的回复让我又有了新的理解，像您说的，确实之前我们还有其他小伙伴对我的问题可能理解的不一样，所以导致了其实我的思路和你们的就不一样，后面就一直没办法突破问题~~

其实非常不好意思的说我之前按照您给的方法没有实现我想要的功能，而且感觉我对程序结构的理解也不够透彻~后面我再试试，现在总感觉我自己的程序是存在很多问题的。。。。。。呃。。。。。。