2021年02月01日 | MSP430G2553 模数转换器 ADC10

一、ADC10组成

ADC10模块是MSP430 MCU内部的一个高性能、10位的模数转换器，包含了SAR(Successive-Approximation-Register) core、采样选择控制、基准源发生器和DTC(Data Transfer Controller)。DTC功能允许采样结果直接内部存储，而不需要CPU的干预。

ADC10的框图和主要寄存器的含义，如下图所示。虽然ADC10牵扯的寄存器配置很多，但实际使用起来并不复杂。

二、相关寄存器

主要寄存器及功能有:

ADC10AEx：模拟输入使能，用于使能某个管脚的模拟输入功能

ADC10MEM：保存AD转换的结果

ADC10CTL0：

- ADC10ON：开启/关闭ADC10

- ENC：Enable conversion。几乎所有的ADC10设置都要在ENC=0时进行。

- ADC10SC：Start conversion。开始转换后会自动清零。

- SREFx：选择正负基准源

- REFOUT、REFBURST、REF2_5V、REFON：选择内部基准源及其工作方式

- ADC10SHTx：选择采集和保持的时钟周期数目

- ADC10SR：选择reference buffer drive capability，影响最大采集速率

- ADC10IE、ADC10IFG：中断使能和中断标志位

- MSC：多次采集转换设置，只用于序列(sequence)或反复(repeated)模式采样。

ADC10CTL1：

- INCHx：输入通道选择，可选择外部管脚、基准源、内部温度传感器等。

- SHSx：选择采样信号由谁触发，默认是ADC10SC位，也可以是TimerA.OUTx。

- ADC10DF：转换数据格式，直接二进制或者二补码。

- ADC10SSELx、ADC10DIVx：选择ADC10的时钟，分频比。时钟默认采用ADC10内部的专门时钟ADC10OSC，频率约在5MHz左右。

- CONSEQx：选择模式，有单通道单次（默认）、多通道单次、单通道重复、多通道重复四种。

- ADC10BUSY：标志ADC10是否采样、转换完成。

如果使用到DTC的功能，还需要操作ADC10DTC0、ADC10DTC1、ADC10SA寄存器，具体可查看MSP430x2xx Family User's Guide。

三、代码示例

利用ADC10，每2秒读取一次A6（P1.6）通道上的电压，通过串口打印显示。

  1 // voltage meter 2015.10.1

  2 // for MSPG2 launchpad, VCC = 3.6V; and if Vcc changes,

  3 // ref_vcc should be modified.

  4 

  5 #include "io430.h"

  6 

  7 #define A6 BIT6 // ADC input pin P1.6

  8 #define RXD BIT1 //P1.1

  9 #define TXD BIT2 //P1.2

 10 

 11 #define IDLE 0

 12 #define BUSY 1

 13 

 14 // function definitions

 15 void initADC10(void);

 16 void initTA0(void);

 17 

 18 void sendByte(unsigned char);

 19 void printf(char *, ...);

 20 void initUART(void);

 21 

 22 // global variables

 23 float volts = 0.0; // unit: mV

 24 float ref_vcc = 3600.0;

 25 char i = 0;

 26 char status = IDLE;

 27 

 28 void main( void )

 29 {

 30   // Stop watchdog timer to prevent time out reset

 31   WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

 32   

 33   // DCO setup

 34   BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;

 35   DCOCTL = CALDCO_1MHZ;

 36   

 37   // ADC10 setup

 38   initADC10();

 39   

 40   // UART setup

 41   initUART();

 42   

 43   // Timer0 setup

 44   initTA0();

 45   

 46   __enable_interrupt();

 47   

 48   LPM0;

 49 

 50   while(1)

 51   {

 52       switch(status)

 53       {

 54       case IDLE:

 55           break;

 56       case BUSY:

 57           ADC10CTL0 |= ADC10SC;   // start a new conversion

 58           while ((ADC10CTL1 & ADC10BUSY) == 0x01);   // wait for conversion to end

 59           volts = ADC10MEM * ref_vcc /1023.0;

 60           printf("Voltage:  %i mVrn", (int)volts);

 61           status = IDLE;

 62           break;

 63       }

 64       LPM0;

 65   

 66   }

 67 }

 68 

 69 void initADC10(void)

 70 {

 71     // Use Vcc(3.6V)/GND for Refs, 16 x ADC10CLKs, reference buffer on, turn on ADC

 72     ADC10CTL0 = SREF_0 + ADC10SHT_2 + ADC10SR + ADC10ON;

 73     

 74     // A6 input, use ADC10CLK div 1, single channel mode  

 75     ADC10CTL1 =  INCH_6 + SHS_0 + ADC10SSEL_0 + ADC10DIV_0 + CONSEQ_0;

 76     

 77     // ADC input on P1.6

 78     ADC10AE0 = A6; 

 79     

 80     // Enable conversions

 81     ADC10CTL0 |= ENC;     

 82 }

 83 

 84 void initTA0(void)

 85 {  

 86     TA0CCR0 = 62550 - 1;

 87     TA0CCTL0 = CCIE; // enable compare interrupt

 88     TA0CTL = TASSEL_2 + ID_3 + MC_1 + TACLR;

 89     // input clock: SMCLK/8 -> 125kHz; Up to CCR0 mode

 90     // timer overflow freq: 125k/(TA0CCR0+1) -> 2Hz -> 500ms

 91     // clear and start the timer, up mode

 92 }

 93 

 94 void initUART(void) {  

 95     //config P1.1 RXD, P1.2 TXD

 96     P1SEL |= TXD + RXD;

 97     P1SEL2 |= TXD + RXD;

 98         

 99     //reset UCA0, to be configured

100     UCA0CTL1 = UCSWRST;

101     //config

102     UCA0CTL1 |= UCSSEL_2; //SMCLK

103     UCA0BR0 = 104;

104     UCA0BR1 = 0;//1MHz baut rate = 9600

105     UCA0MCTL = UCBRS0; // Modulation UCBRSx = 1

106     //make UCA0 out of reset

107     UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;

108 }

109 

110 void sendByte(unsigned char byte )

111 {

112     while (!(IFG2&UCA0TXIFG));            // USCI_A0 TX buffer ready?

113     UCA0TXBUF = byte;                // TX -> RXed character

114 }

115 

116 //interrupt service routines

117 #pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR

118 __interrupt void CCR0_ISR(void)

119 {

120     if(++i == 4) // interval: 1/2 * 4 = 2s, freq: 0.5Hz

121     {

122         // automatic flag clearing

123         i = 0;

124         status = BUSY;

125         LPM0_EXIT;

126     }

127 }