F28035_ADC

TMS320F28027之ADC

参考文档SPRUGE5F

TMS320F28027的ADC功能:

1．12位双采样保持电路。

2．同时采样和序列采样方式。

3．全范围电压输入，0V到3.3V固定，或者VREFLO到VREFHI可调。

4．系统时钟全频运行，无需分频。

5．16输入通道。

6．16个SOC配置，设置触发，采样窗口，通道。

7．16个独立保存转换结果的结果寄存器。

8．多触发源。

9．9个灵活的PIE中断。

SOC操作原理：

与以往的ADC类型不同，TMS320F28027的ADC为3型，它是基于SOC的而不是基于序列的。SOC可以配置定义一个单独通道的独立转换。包括三种配置：开始转换的触发源，转换的通道，采样窗口的大小。每个SOC是独立配置的，可以有很多种触发源，通道，采样窗口大小的组合。如果需要，多个SOC可以配置成一样的触发源，通道，采样窗口大小。这提供了一种灵活的配置方法。可以配置转换在不同通道用不同的触发独立采样。可以用一个单独的触发过采样一个相同的通道。可以创建同一个触发不同通道的转换序列。

SOCx的触发源由ADCSOCxCTL寄存器中的TRIGSEL和ADCINTSOCSEL1或ADCINTSOCSEL2 寄存器配置。软件可以通过ADCSOCFRC1寄存器产生一个SOC事件。通道和采样窗口大小可以通过ADCSOCxCTL寄存器的CHSEL和ACQPS配置。

采样保持窗口：

外部驱动能力的不同影响推动模拟信号速度和有效性。有一些电路需要更长的时间，使电荷正确地转移到ADC的采样电容。为了满足需求，ADC可以在SOC中独立地控制采样窗口

的宽度。每个ADCSOCxCTL寄存器都有6位域，ACQPS，用来决定采样保持窗口的大小。写到这个位域的值要比期望的采样保持窗口的包括的周期要少1。例如：位域的值为15，那就需要16个周期来采样。允许最少的采样周期是7（ACQPS=6）。完成一次转换的时间由采样时间加转换时间（13个ADC时钟）组成。

ONESHOT单次转换支持：

该模式将允许你在循环计划的下一个SOC触发时，执行一次循环转换。这种模式只适用于循环轮中的通道。那些没有配置在循环轮中触发的通道，将会基于ADCSOCPRIORITYCTL 寄存器中的SOCPRIORITY确定优先级。

ONESHOT模式对顺序和同时采样方式作用如下：

顺序模式：只有在RR模式中的下一个激活的soc才允许生成。触发其它所有的soc均会被忽略。

同时模式：如果当前RR指针指向的SOC使能了同时采样方式，激活的SOC会从当前的指针增加到二个，这是因为同时采样方式会产生SOCx和SOCx+1的结果，而且SOCx+1不会被用户触发。

AD转换的优先级：

当数个SOC标志同时被设置，两种形式的优先级顺序中的一种决定它们转换的顺序。默认的决定方式是轮转。在这种策略中，没有某个SOC会有比其它更高的优先级。优先级由轮转指针决定。ADCSOCPRIORITYCTL寄存器中的RRPOINTER指向最后转换的SOC。最高优先级SOC就是下一个比RRPOINTER值大的SOC，在SOC0到SOC15中轮回。复位时的值是32，因为0表示转换已经发生。当RRPOINTER值为32，最高优先级的是SOC0。当ADCCTL1.RESET被置位或者SOCPRICTL寄存器被写入，RRPOINTER被设备复位。ADCSOCPRIORITYCTL寄存器的SOCPRIORITY可用于配置所有SOC的优先级。如果一个SOC被设置成高优先级，它将会当前转换完成之后中断轮转，把自己插入到下一次转换

中。当转换完成，轮转在被中断处继续。如果两个高优先级的SOC同时被触发，编号较低的SOC被优先考虑。

同时采样模式：

在某些应用中，保持两个采样的信号之间的最小延迟是非常重要的。ADC模块包括双采样保持电路，允许两个不同的通道同时采样。同时采样模式是通过ADCSAMPLEMODE寄存器为两个soc配置的。偶数SOC与接着的奇数SOC作为一对，使用同一个使能位。这一对的动作如下：

1. 其中一个SOCx的触发将开始一对的转换。

2. 一对通道的转换包括A和B对应的CHSEL的值（0-7）。

3. 两个通道同时采样。

4. A通道先转换。

5. A通道转换结束，偶数EOCx将会产生一个脉冲。B通道转换结束，奇数EOCx将会产生一个脉冲。

6. A通道的转换结果将会存放在偶数ADCRESULTx寄存器中，A通道的转换结果将会存放在偶数ADCRESULTx寄存器中。

转换结束和中断操作：

由于有16个独立的SOCx配置，所以有16个EOCx标志。在序列采样中，EOCx是直接与SOCx相关联的。在同时采样模式中，如上5所述。根据ADCCTL1.INTPULSEPOS的设定，EOCx脉冲将会发生在转换开始或者结束时。

ADC模块包括9个能被PIE标志或者通过PIE的中断，每个中断都可以配置接受EOCx信号作为中断源。哪个EOCx信号作为中断源是在INTSELxNy寄存器中配置的。另外，ADCINT1和ADCINT2信号可作为一个SOCx的触发。这有利于建立一个连续的转换。

上电序列：

ADC复位后是关闭状态。在写任意ADC寄存器之前必须置位PCLKCR0寄存器中的ADCENCLK位。启动ADC的操作序列如下：

1. 如果希望使用外部参考源，在ADCCTL1寄存器的ADCREFSEL中使能这种模式。

2. 在ADCCTL1寄存器（5-7位ADCPWDN,ADCBGPWD,ADCREFPWD）中一起启动参考源，带隙和模拟电路。

3. 通过设置ADCCTL1寄存器的ADCENABLE使能ADC。

4. 在首次转换之前延时1毫秒。

ADC校准：

任何转换器都固有一个零偏移误差和满量程的增益误差。该ADC出厂校时在25摄氏度校正两者，同时允许用户修改任何偏移量的校正应对应用程序环境的影响，如环境温度。除非处在某些仿真环境下，或者需要修改出厂设置，用户不需要执行任何特定的操作。ADC将会在设备引导过程中得到合适的校正。

厂家设定与校准功能：

在制造和测试过程中，德州仪器伴随着一对内部晶振的设置，校正一些ADC设置。这些设置内嵌在保留的OTP memory中，作为一个C语言可调用函数Device_cal()，在Boot ROM 启动引导过程中，程序调用这个函数写出厂设置到各个有效寄存器。在这种情况发生时，ADC和内部振荡器不会保留他们的指定参数。如果引导程序在仿真过程中被跳过，用户必须确保校准设置能被写入各寄存器，以确保ADC和内部振荡器满足在数据手册中的要求。这可以手动调用Device_cal()，或者在应用程序中设定。

ADC零点偏移校准：

零点偏移误差被定义为，当转换一个在VREFLO电压时得到的结果。这个基本误差会影响ADC的所有转换，包括满刻度的增益和线性度指标，决定了转换器的直流精度。零点偏移误差可能是正的，或者是负的，正的意味着转换VREFLO时得到一个正的结果。负的意味着转换一个高于VREFLO的电压结果仍会是0。为了更正这种错误，两种误差的补码都会被写入ADCOFFTRIM寄存器。这个寄存器的值在AD转换结果保存到ADC结果寄存器之前会被用到。此操作被完全包含在ADC内核，所以结果的定时将不会受到影响，ADC能够保持全动态范围通过修改微调值。调用Device_cal()把厂家校正的零点偏移写到ADCOFFTRIM寄存器，用户能够修改ADCOFFTRIM的值以减少环境造成偏移误差。这个可以通过设置ADCCTRL1的VREFLOCONV位实现，不需要任何一个ADC通道。

如下步骤重新校准ADC偏移：

1. Set ADCOFFTRIM to80 (50h)

2. SetADCCTL1.VREFLOCONV to 1

3. Perform multiple conversions on B5 (i.e. sampleVREFLO) and take an average to account for board noise

4. Set ADCOFFTRIM to 80 (50h) minus the averageobtained in step 3

5. SetADCCTL1.VREFLOCONV to 0.

文件DSP2802x(3x)_Adc.c中的AdcOffsetSelfCal()函数实现了以上操作。

ADC满量程增益校准：

增益错误是一个增量，随着输入电压的增加。满量程增益错误发生在输入电压最大值的时候。如同偏移误差一样，增益误差可能是正的也可能是负的。一个正的满量程增益误差，意味着输入未来最大值之前转换结果就已经到达最大值。一个负的满量程增益误差，意味着转换结果永远达不到最大值。校正函数Device_cal()会写一个厂家调整值到ADCREFTRIM寄存器以矫正ADC的满量程增益误差。这个寄存器在调用Device_cal()之后不应该被改动。

ADC偏移电流校正：

为了增加ADC的精度，Device_cal()函数同样会向ADC的一个寄存器写入厂家调整值矫正偏移电流，这个寄存器在调用Device_cal()之后不应该被修改。

程序设计：

以CPU TIM0为触发，同时采样两路电压。

程序：

1./*********************************************

2.标题：ADC_test.c

3.软件平台：CCS v5.2

4.硬件平台：C2000 LaunchPad

5.主频：60M

6.

7.描述：练习ADC,同时采样模式，ADCINA4与ADCINB4

8.

9.基于2802x C/C++ Header Files V1.26

10.

11.

12.author：小船

13.data：2012-10-08

14.

15.As supplied, this project is configured for "boot to SARAM"

16.operation. The 2802x Boot Mode table is shown below.

17.

18.$Boot_Table

19.While an emulator is connected to your device, the TRSTn pin = 1,

20.which sets the device into EMU_BOOT boot mode. In this mode, the

21.peripheral boot modes are as follows:

22.

23.Boot Mode: EMU_KEY EMU_BMODE

24.(0xD00) (0xD01)

25.---------------------------------------

26.Wait !=0x55AA X

27.I/O 0x55AA 0x0000

28.SCI 0x55AA 0x0001

29.Wait 0x55AA 0x0002

30.Get_Mode 0x55AA 0x0003

31.SPI 0x55AA 0x0004

32.I2C 0x55AA 0x0005

33.OTP 0x55AA 0x0006

34.Wait 0x55AA 0x0007

35.Wait 0x55AA 0x0008

36.SARAM 0x55AA 0x000A <-- "Boot to SARAM"

37.Flash 0x55AA 0x000B

38.Wait 0x55AA Other

39.

40.Write EMU_KEY to 0xD00 and EMU_BMODE to 0xD01 via the debugger

41.according to the Boot Mode Table above. Build/Load project,

42.Reset the device, and Run example

43.

44.$End_Boot_Table

45.**********************************************/

46.#include "DSP28x_Project.h" // Device Headerfile and Examples Include File

47.#include "LEDs.h"

48.

49.interrupt void tim0_isr(void);

50.interrupt void ADC_convered(void);

51.

52.Uint16 ADCINA4_Voltage_sum = 0;

53.Uint16 ADCINB4_Voltage_sum = 0;

54.Uint16 ADCINA4_Voltage = 0;

55.Uint16 ADCINB4_Voltage = 0;

56.char convered_count = 0;

57.

58.void main(void)

59.{

60.

61.// Step 1. Initialize System Control:

62.// PLL, WatchDog, enable Peripheral Clocks

63.// This example function is found in the DSP2802x_SysCtrl.c file.

64.InitSysCtrl();

65.

66.// Step 2. Initalize GPIO:

67.// This example function is found in the DSP2802x_Gpio.c file and

68.// illustrates how to set the GPIO to it's default state.

69.// InitGpio(); // Skipped for this example

70.

71.

72.// Step 3. Clear all interrupts and initialize PIE vector table:

73.// Disable CPU interrupts

74.DINT;

75.

76.// Initialize PIE control registers to their default state.

77.// The default state is all PIE interrupts disabled and flags

78.// are cleared.

79.// This function is found in the DSP2802x_PieCtrl.c file.

80.InitPieCtrl();

81.

82.// Disable CPU interrupts and clear all CPU interrupt flags:

83.IER = 0x0000;

84.IFR = 0x0000;

85.

86.// Initialize the PIE vector table with pointers to the shell Interrupt

87.// Service Routines (ISR).

88.// This will populate the entire table, even if the interrupt

89.// is not used in this example. This is useful for debug purposes.

90.// The shell ISR routines are found in DSP2802x_DefaultIsr.c.

91.// This function is found in DSP2802x_PieVect.c.

92.InitPieVectTable();

93.

94.

95.// Step 4. Initialize all the Device Peripherals:

96.// This function is found in DSP2802x_InitPeripherals.c

97.// InitPeripherals(); // Not required for this example

98.

99.// Step 5. User specific code:

100.

101.InitAdc();

102.

103.EALLOW;

104.

105.AdcRegs.ADCSAMPLEMODE.bit.SIMULEN0 = 1; //同时采样

106.AdcRegs.ADCSOC0CTL.bit.CHSEL = 4; //soc通道选择

107.AdcRegs.ADCSOC1CTL.bit.CHSEL = 12;

108.AdcRegs.ADCSOC0CTL.bit.ACQPS = 6; //采样时间

109.AdcRegs.ADCSOC1CTL.bit.ACQPS = 6;

110.AdcRegs.ADCSOC0CTL.bit.TRIGSEL = 1; //soc触发选择,TIM0

111.AdcRegs.ADCCTL1.bit.INTPULSEPOS = 1; //结果存入寄存器才产生中断112.

113.PieVectTable.ADCINT1 = &ADC_convered;

114.AdcRegs.INTSEL1N2.bit.INT1SEL = 1; //中断线1选择soc1

115.AdcRegs.INTSEL1N2.bit.INT1CONT = 0;

116.AdcRegs.INTSEL1N2.bit.INT1E = 1; //中断使能

117.

118.PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx1 = 1; //使能int1.1

119.EDIS;

120.

121./****************设置定时器，用以触发ADC*****************/ 122.CpuTimer0Regs.TPR.bit.TDDR = 59;

123.CpuTimer0Regs.TPRH.bit.TDDRH = 0; //对输入时钟60分频，60M/60=1M 124.CpuTimer0Regs.PRD.all = 500000;//定时0.5s

125.CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1; //reload

126.CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE = 1; //使能中断

127.CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 0; //开始计数

128.

129.EALLOW;

130.PieVectTable.TINT0 = &tim0_isr;

131.PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE = 1; //使能PIE

132.PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7 = 1; //使能int1.7

133.IER |= 0x0001;//使能GROUP1

134.EINT;

135.EDIS;

136.

137.LEDs_init();

138.while(1)

139.{

140.};

141.}

142.

143.interrupt void ADC_convered(void)

144.{

145.

146.LED_toggle(LED2);

147.ADCINA4_Voltage_sum += AdcResult.ADCRESULT0;

148.ADCINB4_Voltage_sum += AdcResult.ADCRESULT1;

149.AdcRegs.ADCINTFLGCLR.bit.ADCINT1 = 1;

150.PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;

151.convered_count++;

152./*********转换16次，取平均值*********/

153.if(convered_count > 15)

154.{

155.ADCINA4_Voltage = ADCINA4_Voltage_sum >> 4;//相当于除以16

156.ADCINB4_Voltage = ADCINB4_Voltage_sum >> 4;

157.ADCINA4_Voltage_sum = 0;

158.ADCINB4_Voltage_sum = 0;

159.convered_count = 0;

160.}

161.}

162.

163.interrupt void tim0_isr(void)

164.{

165.LED_toggle(LED0);

166.PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;

167.}

168.//=============================================================== ============

169.// No more.

170.//=============================================================== ============

程序运行结果：