基于MPC5634的控制器多路AD采樣的設(shè)計

　　隨著汽車對控制系統(tǒng)的要求和依賴性提高，AD采樣的設(shè)計模塊成為汽車控制器中重要的組成部分。AD采樣的結(jié)果是汽車控制器控制執(zhí)行器的依據(jù)，它的速率和精度在汽車控制中起著重要的作用。

　　本文主要介紹一種基于MPC5634的多路模擬信號采集方法，通過增強型直接內(nèi)存訪問(DMA)方式，自動在RAM和增強型隊列式模數(shù)轉(zhuǎn)換器eQADC模塊之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，能高效和準確地完成對模擬信號的采集。

　　1 增強型隊列式模數(shù)轉(zhuǎn)換器eQADC模塊

　　1.1 eQADC模塊的結(jié)構(gòu)

　　MPC5634的eQADC模塊有兩個可獨立工作的ADC轉(zhuǎn)換單元(ADC0和ADC1)，40路模擬通道(可擴展)，0~5V的轉(zhuǎn)換范圍，轉(zhuǎn)換精度有8位、10位、12位三種精度可選，具有軟件和硬件兩種觸發(fā)方式，采樣方式有單次方式和連續(xù)方式等，ADC的工作時鐘可達15MHz.速率和精度可以滿足汽車控制器的要求。圖1為eQADC模塊的結(jié)構(gòu)框圖，顯示了eQADC模塊的主要組成部分。

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　　圖1 eQADC模塊的結(jié)構(gòu)框圖

　　1.2 命令緩存CFIFO的工作機制

　　eQADC模塊有6個命令緩存CFIFO,每個CFIFO有4個深度，CFIFO有單次掃描和連續(xù)掃描的操作模式，配置為不同的掃描模式時，CFIFO就有不同的觸發(fā)機制。當(dāng)配置為單次掃描模式時，每次會使存儲于隊列中的eQADC轉(zhuǎn)換命令序列執(zhí)行一次。當(dāng)設(shè)置為連續(xù)掃描模式時，只要隊列啟動后，就可以持續(xù)的運行。數(shù)據(jù)的流程如圖2所示。

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　　圖2 數(shù)據(jù)流程

　　1.3 eQADC的命令格式

　　eQADC有配置命令和轉(zhuǎn)換命令兩種命令格式。配置命令用于對eQADC模塊進行初始化設(shè)置，像使能ADC模塊單元，設(shè)置時鐘分頻因子，轉(zhuǎn)換速率因子，使能DMA請求等;轉(zhuǎn)換命令主要用于設(shè)置采集哪個通道，用哪個ADC模塊單元轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果放在6個結(jié)果緩存的哪一個里面，是否對采集的結(jié)果進行校正等。

　　2 增強型存儲器直接訪問(DMA)模塊

　　DMA控制器是總線上的一個主機，能夠在片內(nèi)資源(Flash 、RAM和I/O外設(shè)等)以及片外資源之間傳輸數(shù)據(jù)。DMA有32個通道，在某個時刻只能有一個通道成為總線上的主機并進行數(shù)據(jù)傳輸。為了解決他們之間的沖突，DMA有兩種可編程的優(yōu)先級機制：固定優(yōu)先級機制和輪詢優(yōu)先級機制。一旦一個通道成為主機，該通道將通過先讀再寫的操作方式，把數(shù)據(jù)從一個存儲器地址傳輸?shù)搅硪粋€存儲器地址。每個DMA通道都有一個獨立的傳輸控制描述符(TDCn)。

　　3 多路eQADC采樣程序設(shè)計

　　在這次的設(shè)計中，數(shù)據(jù)的傳輸是通過DMA進行的。多路eQADC采樣程序設(shè)計主要包括命令隊列、結(jié)果隊列的定義，eQADC的初始化，DMA初始化，觸發(fā)CFIFO等。程序的設(shè)計流程如圖3。