2020年01月07日 | MSP430教程14：MSP430单片机ADC12模块

MSP430模数转换模块--ADC12

MSP430单片机的ADC12模块是一个12位精度的A/D转换模块,他具有高速度,通用性等特点。大部分都内置了ADC模块.而有些不带ADC模块的片子,也可通过利用内置的模拟比较器来实现AD的转换。在系列产品中，我们可以通过以下列表来简单地认识他们的ADC功能实现。

   系列型号       ADC功能实现      转换精度
   MSP430X1XX2    比较器实现        10位
   MSP430F13X      ADC模块          12位
   MSP430F14X      ADC模块          12位
   MSP430F43X      ADC模块          12位
   MSP430F44X      ADC模块          12位
   MSP430X32X      ADC模块          14位

从以下ADC12结构图中可以看出，ADC12模块中是由以下部分组成：输入的16路模拟开关，ADC内部电压参考源，ADC12内核，ADC时钟源部分，采集与保持/触发源部分，ADC数据输出部分，ADC控制寄存器等组成。

输入的16路模拟开关
16路模拟开关分别是由IC外部的8路模拟信号输入和内部4路参考电源输入及1路内部温度传感器源及AVCC-AVSS/2电压源输入。外部8路从A0-A7输入，主要是外部测量时的模拟变量信号。内部4路分别是Veref+ ADC内部参考电源的输出正端，Vref-/Veref- ADC内部参考电源负端(内部/外部)。1路AVCC-AVSS/2电压源和1路内部温度传感器源。片内温度传感器可以用于测量芯片上的温度，可以在设计时做一些有用的控制；在实际应用时用得较多。而其他电源参考源输入可以用作ADC12的校验之用，在设计时可作自身校准。  

ADC内部电压参考源
ADC电压参考源是用于给ADC12内核作为一个基准信号之用的，这是ADC必不可少的一部分。在ADC12模块中基准电压源可以通过软件来设置6种不同的组合。AVCC(Vr+)，Vref+,Veref+,AVSS(Vr-),Vref-/Veref-。

ADC12内核
ADC12的模块内核是共用的，通过前端的模拟开关来分别来完成采集输入。ADC12是一个精度为12位的ADC内核，1位非线性微分误差，1位非线性积分误差。内核在转换时会参用到两个参考基准电压，一个是参考相对的最大输入最大值，当模拟开关输出的模拟变量大于或等于最大值时ADC内核的输出数字量为满量程，也就是0xfff；另一个则是最小值，当模拟开关输出的模拟变量大小或等于最大值时ADC内核的输出数字量为最低量程，也就是0x00。而这两个参考电压是可以通过软件来编程设置的。

ADC时钟源部分
ADC12的时钟源分有ADC12OSC，ACLK，MCLK，SMCLK。通过编程可以选择其中之一时钟源，同时还可以适当的分频。

采集与保持,触发源部分
ADC12模块中有着较好的采集与保持电路，采用不的设置有着灵活的应用。关于这方面的详情请参考手册上的寄存器说明，此部分我们日后再作补上。

ADC数据输出部分
ADC内核在每次完成转换时都会将相应通道上的输出结果存贮到相应用通道缓冲区单元中，共有16个通道缓冲单元。同时16个通道的缓冲单元有着相对应的控制寄存器，以实现更灵活的控制。

ADC控制寄存器
ADC12CTL0 转换控制寄存器0
ADC12CTL1 转换控制寄存器1
ADC12IE   中断使能寄存器
ADC12IFG  中断标志寄存器
ADC12IV   中断向量寄存器
ADC12MEM0-15 存储控制寄存器0-15
ADC12MCTL0-15 存储控制寄存器0-15

MSP430 ADC12模块结构图

ADC12应有例程
//******************************************************************************

#include
//********************************************
//表区
unsigned char number_table[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};
unsigned char display_buffer[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0xff};

//*******************波特率***********300 600 1200 2400 4800 9600 19200 38400 76800 115200const 
//************************************[0]**[1]**[2]*[3]**[4]**[5]***[6]***[7]****[8]***[9]*
unsigned char BaudrateUBR0[] ={0x6D,0x36,0x1B,0x0D,0x06,0x03, 0xA0, 0xD0, 0x68, 0x45};
unsigned const char BaudrateUBR1[] ={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00};
unsigned const char BaudrateUMCTL[]={0x22,0xD5,0x03,0x6B,0x6F,0x4A, 0xC0, 0x40, 0x40, 0x4A};

unsigned char timp;
//变量区
unsigned int ADC0 ;
//子程序声明
void init (void);                     //初始化
void ADC12setup(void);                //ADC12初始化
void BaudrateSetup(unsigned char U0); //UART0初始化
void data_converter(unsigned char *p,unsigned int vaule); //数据变换
void send_data(unsigned char *p);                         //串行口发送数组
//********************************************
void main(void)
{
 init();
 //主循环
for (;;) 
 {
  LPM0;
  ADC12CTL0 |= ADC12SC;                     //sampling open,AD转换完成后(ADC12BUSY=0),ADC12SC自动复位;
  while((ADC12IFG & BIT0) == 0);            //等转换结束
  ADC0 = ADC12MEM0;                         //读转换数据值,同时清ADC12IFG0标志
  data_converter(display_buffer,ADC0);      //数据变换
  send_data(display_buffer);                //发送数据
 }
}

//********************************************************************************
void init(void)
{
 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 停止WDT
 P1DIR=0x01;P1OUT=0x0f;    //LED设置
 BaudrateSetup(6);
 ADC12setup();
 _EINT();                  // 全局中断使能
}

//**********************************************************************************
//串口接收中断,退出LPM0模式.
#pragma vector=USART0RX_VECTOR
__interrupt void usart0_rx (void)
{
 LPM0_EXIT;
}

//**********************************************************************************
//ADC12初始化
void ADC12setup(void)
{
//ADC12设置**************************
 P6SEL |= 0x01;        //使用A/D通道 A0
 ADC12CTL0 = ADC12ON ; //开ADC12内核,设SHT0=2 (N=4) 
 ADC12CTL1 = SHP ;     //SAMPCON信号选为采样定时器输出
//ADC12内部参考电压设置
 ADC12CTL0 |= REF2_5V; //选用内部参考电压为2.5V
 ADC12CTL0 |= REFON;   //内部参考电压打开
 ADC12MCTL0 |= SREF_1; //R+=2.5V R-=VSS
 //转换允许
 ADC12CTL0 |= ENC ;    //转换允许(上升沿)
 ADC0=0x00;
}

//**********************************************************************************
//UART0初始化
void BaudrateSetup(unsigned char U0) 
{ 
 unsigned int i;
 if(U0>5)                //当U0>5时,启用XT2
 {
  BCSCTL1 &= ~XT2OFF;    //启动XT2,
  do
  { IFG1 &= ~OFIFG;      //清OSCFault标志
    for(i=0xFF;i>0;i--); //延时等待
  }
 while((IFG1 & OFIFG) != 0); //查OSCFault,为0时转换完成
 BCSCTL2 |= SELS;            //SMCLK为XT2
}
//UART0 
 P1OUT=0x00;
 if(U0>5){UTCTL0=SSEL1;}      // 时钟源:SMCLK
 else{UTCTL0=SSEL0;}          // 时钟源:ACLK
 UCTL0 &= ~SWRST;             // SWRST复位， USART允许
 UCTL0=CHAR;                  // 8bit
 ME1|=UTXE0 + URXE0;          // Enable Tx0,Rx0
 IE1|=URXIE0;                 // RX使能
 UBR00=BaudrateUBR0[U0];      // 低位分频器因子
 UBR10=BaudrateUBR1[U0];      // 高位分频器因子 
 UMCTL0=BaudrateUMCTL[U0];    // 波特率调整因子
 P3SEL |= 0x30;               // 将P3.4,5使用外围模块 = USART0 TXD/RXD
 P3DIR |= 0x10;               // 将P3.4设为输出(发),P3.5默认为输入(收)
}

//**********************************************************************************
//数据变换
void data_converter(unsigned char *p,unsigned int value) 
{
 unsigned int m,n,j=0;
 p[0]=number_table[value/1000];
 m=value%1000;
 p[1]=number_table[m/100];
 n=m%100;
 p[2]=number_table[n/10];
 j=n%10;
 p[3]=number_table[j/1];
}

//**********************************************************************************
//串行口发送数组
void send_data(unsigned char *p)
{unsigned int n; 
 timp=RXBUF0;
 for(n=0;p[n]!=0xff;n++)
 {
  while ((IFG1 & UTXIFG0) == 0); // USART0发送UTXIFG0=1,表示UTXBUF准备好发送一下字符
  TXBUF0 = p[n]; 
 } 
}
//**********************************************************************************
//ADC12模块例程结束