MSP430學(xué)習(xí) - ADC12

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

P6SEL |= (0x01 << 3);

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

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

所有的模數(shù)轉(zhuǎn)換，都分為采樣保持和轉(zhuǎn)換兩個步驟。外部的模擬信號總是在變化的，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。F2417通過一個電阻R1和一個對地的電容C1來進(jìn)行采樣保持（實(shí)際上就是對C1進(jìn)行充電）。R1的最大值為2K，C1的最大值為40pF，這兩個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間。但是，外部模擬信號總是有輸出電阻的，因此，采樣時間還與外部信號的輸出電阻有關(guān)系。困難在于，我們有時候很難知道外部信號的輸出電阻，因此就很難估計合適的采樣保持時間。所以，根據(jù)阻容網(wǎng)絡(luò)的充放電原理，采樣保持時間越長，信號的誤差就會越小，我們要盡量延長采樣保持的時間。但這樣又帶來另外一個問題，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，只有采樣頻率大于信號中最高頻率的2倍，采樣之后的數(shù)字信號才能重現(xiàn)原始信號，一般實(shí)際應(yīng)用中采樣頻率要是信號最高頻率的5～10倍。所以，采樣保持時間也不能太長。

ADC12有一個SHI信號，SHI信號的上升沿開啟采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換過程。SHI信號可以有四種來源：ADC12CTL0寄存器的ADC12SC位，Timer_A1，Timer_B0，Timer_B1，這通過ADC12CTL1寄存器的SHSx位來選擇。

ADC12有兩種AD模式，逐次觸發(fā)模式和連續(xù)模式，這通過ADC12CTL0的MSC位來確定。MSC=0，則每次AD過程都需要SHI信號來觸發(fā)，MSC=1，則只有第一次需要SHI信號來觸發(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)心信號的頻率，那么可選擇連續(xù)模式。如果關(guān)心信號的頻率，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。

在選擇逐次觸發(fā)AD模式時，又會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ADC12CTL1寄存器的SHP位來選擇。

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

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