MSP430學(xué)習(xí) - ADC12

ADC12共有8個(gè)模擬輸入通道A0~A7，與通用IO口P6.0~P6.7共用相同的管腳。因此，如果想使用某一個(gè)模擬通道，必須先定義的管腳功能，這通過(guò)設(shè)置IO口的功能選擇寄存器（Function Select Registers）PxSEL和PxSEL2來(lái)完成。比如，如果想選擇A3通道，可以通過(guò)下面兩條語(yǔ)句：

P6SEL |= (0x01 << 3);

P6SEL2 &= ~(0x01 << 3);

ADC12模塊的工作時(shí)鐘，可以用自己的時(shí)鐘ADC12OSC（大概是5MHz的頻率，精度不高），也可以使用系統(tǒng)時(shí)鐘ACLK、MCLK或者SMCLK，這通過(guò)寄存器ADC12CTL1的ADC12SSELx標(biāo)志位來(lái)設(shè)置，工作時(shí)鐘可以分頻，通過(guò)ADC12CTL1的ADC12DIVx位來(lái)設(shè)置。

所有的模數(shù)轉(zhuǎn)換，都分為采樣保持和轉(zhuǎn)換兩個(gè)步驟。外部的模擬信號(hào)總是在變化的，而模數(shù)轉(zhuǎn)換需要穩(wěn)定的電壓，因此，在轉(zhuǎn)換之前，需要先鎖定（保持）信號(hào)。F2417通過(guò)一個(gè)電阻R1和一個(gè)對(duì)地的電容C1來(lái)進(jìn)行采樣保持（實(shí)際上就是對(duì)C1進(jìn)行充電）。R1的最大值為2K，C1的最大值為40pF，這兩個(gè)值決定了在保持一定的采樣精度的前提下的最短的采樣保持時(shí)間。但是，外部模擬信號(hào)總是有輸出電阻的，因此，采樣時(shí)間還與外部信號(hào)的輸出電阻有關(guān)系。困難在于，我們有時(shí)候很難知道外部信號(hào)的輸出電阻，因此就很難估計(jì)合適的采樣保持時(shí)間。所以，根據(jù)阻容網(wǎng)絡(luò)的充放電原理，采樣保持時(shí)間越長(zhǎng)，信號(hào)的誤差就會(huì)越小，我們要盡量延長(zhǎng)采樣保持的時(shí)間。但這樣又帶來(lái)另外一個(gè)問(wèn)題，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，只有采樣頻率大于信號(hào)中最高頻率的2倍，采樣之后的數(shù)字信號(hào)才能重現(xiàn)原始信號(hào)，一般實(shí)際應(yīng)用中采樣頻率要是信號(hào)最高頻率的5～10倍。所以，采樣保持時(shí)間也不能太長(zhǎng)。

ADC12有一個(gè)SHI信號(hào)，SHI信號(hào)的上升沿開(kāi)啟采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程。SHI信號(hào)可以有四種來(lái)源：ADC12CTL0寄存器的ADC12SC位，Timer_A1，Timer_B0，Timer_B1，這通過(guò)ADC12CTL1寄存器的SHSx位來(lái)選擇。

ADC12有兩種AD模式，逐次觸發(fā)模式和連續(xù)模式，這通過(guò)ADC12CTL0的MSC位來(lái)確定。MSC=0，則每次AD過(guò)程都需要SHI信號(hào)來(lái)觸發(fā)，MSC=1，則只有第一次需要SHI信號(hào)來(lái)觸發(fā)，然后就連續(xù)不停的轉(zhuǎn)換。

這兩種AD模式適用于不同的情況：如果需要盡快完成AD轉(zhuǎn)換，而不關(guān)心信號(hào)的頻率，那么可選擇連續(xù)模式。如果關(guān)心信號(hào)的頻率，比如需要進(jìn)行FFT變換，那么就要采用逐次觸發(fā)模式，并且選擇合適的SHI信號(hào)源，只有這種方式，才能保證準(zhǔn)確的采用頻率，也才能正確地重建新號(hào)。

在選擇逐次觸發(fā)AD模式時(shí)，又會(huì)有兩種采樣保持模式可選：擴(kuò)展模式（Extended Sample Mode）和脈沖模式（Pulse Sample Mode）。這通過(guò)ADC12CTL1寄存器的SHP位來(lái)選擇。

在擴(kuò)展模式（SHP=0）中，SHI信號(hào)為1時(shí)，始終進(jìn)行采樣保持，在SHI信號(hào)的下降沿，采樣保持停止，開(kāi)始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)13個(gè)AD工作時(shí)鐘周期，轉(zhuǎn)換完成。

在脈沖模式（SHP=1）中，采樣保持時(shí)間受ADC12CTL0寄存器的SHT1x位和SHT0x位來(lái)控制，可選擇從4個(gè)AD工作時(shí)鐘周期到1024個(gè)AD工作時(shí)鐘周期。采樣保持停止后，再經(jīng)過(guò)13個(gè)AD工作時(shí)鐘周期，轉(zhuǎn)換完成。