dspX2812ch7模数转换器ADC课件.ppt
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1、DSP技术及应用,中南大学信息科学与工程学院 陈宁 2019, 3,DSP技术及应用中南大学信息科学与工程学院 陈宁,7.1 2812内部的ADC模块7.2 ADC模块的工作方式7.3 ADC模块的中断7.4 ADC实验,第7章 模数转换器ADC,7.1 2812内部的ADC模块第7章 模数转换器ADC,模/数转换 ADC,在现实世界中,许多量都是模拟量,例如电压、电流、温度、湿度、压力等信号,而在DSP等微控制器的世界中,所有的量却都是数字量,那如何实现将现实世界的模拟量提供给DSP等微控制器呢?,ADC,模/数转换 ADC 在现实世界中,许多量都是模拟量,例如,7.1 2812内部的ADC
2、模块,ADC模块是一个12位分辨率的、具有流水线结构的模数转换器 。X281X的ADC模块一共具有16个采样通道,分成了两组,一组为ADCINA0ADCINA7,另一组为ADCINB0ADCINB7。,7.1 2812内部的ADC模块ADC模块是一个12位分辨率,ADC模块的结构框图,ADC模块的结构框图,虽然ADC模块具有多个输入通道,但是它内部只有1个转换器,也就是说同一时刻只能对1路输入信号进行转换。当有多路信号需要转换时,ADC模块该怎么办呢?,虽然ADC模块具有多个输入通道,但是,多路转换示意图,多路转换示意图,ADC模块的特点,一共有16个模拟量输入引脚,将这16个输入引脚分成了两
3、组,A组的引脚为ADCINA0ADCINA7,B组的引脚为ADCINB0ADCINB7。 具有12位的ADC内核,内置有2个采样保持器S/H-A和S/H-B,从前面的学习可以知道,引脚ADCINA0ADCINA7对应于采样保持器S/H-A,引脚ADCINB0ADCINB7对应于采样保持器S/H-B。,ADC模块的特点一共有16个模拟量输入引脚,将这16个输入引,ADC模块的特点,ADC模块的时钟频率最高可配置为25MHz,采样频率最高为12.5MSPS,也就是说每秒最高能完成12.5个百万次的采样。 ADC模块的自动序列发生器可以按两个独立的8状态序列发生器(SEQ1和SEQ2)来运行,也可以
4、按一个16状态的序列发生器(SEQ)来运行。,ADC模块的特点ADC模块的时钟频率最高可配置为25MHz,,ADC模块的特点,ADC模拟输入的范围为03V。,AD端口的嵌位电路,ADC模块的特点ADC模拟输入的范围为03V。 AD端口的,ADC模块的特点,ADC模块对一个序列的通道开始转换必须需要有一个启动信号,或者说是一个触发信号。,ADC模块的特点ADC模块对一个序列的通道开始转换必须需要有,ADC模块的特点,ADC模块共有16个结果寄存器ADCRESULT0ADCRESULT15,用来保存转换的数值。每个结果寄存器都是16位的,而X281X的ADC是12位的,也就是说转换后的数字值最高只
5、有12位,那这个12位的值是如何放在16位的结果寄存器中的呢?,ADC模块的特点ADC模块共有16个结果寄存器ADCRESU,ADC模块的特点,ADC模块的特点,ADC的时钟频率和采样频率-1,假设外部晶振的频率为OSCCLK Hz,通常选用的是30M的晶振。外部晶振经过PLL模块产生CPU时钟SYSCLKOUT,如果PLL模块的值为m,则有:,ADC的时钟频率和采样频率-1假设外部晶振的频率为OSCCL,ADC的时钟频率和采样频率-2,然后,CPU时钟信号经过高速时钟预定标器HISPCP之后,生成高速外设时钟HSPCLK,假设HISPCP寄存器的值为n,则有:,ADC的时钟频率和采样频率-2
6、然后,CPU时钟信号经过高速时,ADC的时钟频率和采样频率-3,AD控制寄存器ADCTRL3的第0到第3位,也就是功能位ADCLKPS,可以对HSPCLK进行分频。此外,AD控制寄存器ADCTRL1的CPS位另外还可以提供一个2分频,因此,可以得到ADC模块的时钟ADCLK为:,ADC的时钟频率和采样频率-3AD控制寄存器ADCTRL3的,ADC时钟产生实例,ADC时钟产生实例XCLKINPLLCR3:0HISPC,ADC时钟频率,ADC的时钟频率就是每秒有多少个时钟脉冲的意思,它是ADC模块运行的基础,正如上面所介绍的,它是由系统时钟经过很多环节分频后得到的,它取决于外部的时钟输入和各个环节
7、的倍频或者分频的系数。,ADC时钟频率ADC的时钟频率就是每秒有多少个时钟脉冲的意思,ADC转换时间,转换时间是指ADC模块完成一个通道或者一个序列的转换所需要的时间,很显然,转换时间是由ADC的时钟频率来决定的。,ADCTRL1的ACQ_PS位ADCLK,ts=(ACQ_PS+1)*Tadclk,ADC转换时间转换时间是指ADC模块完成一个通道或者一个序列,ADC采样频率,采样频率是指ADC模块每秒能够完成多少次的采样,采样频率取决于启动ADC的频率。启动ADC的方式有很多,比如利用软件直接启动,利用事件管理器的某些事件,或者是利用外部引脚来启动。启动ADC的频率才是ADC的采样频率,例如如
8、果每隔1ms启动一次ADC,那么ADC的采样频率就为1KHz。,ADC采样频率采样频率是指ADC模块每秒能够完成多少次的采样,7.2 ADC模块的工作方式,ADC模块既支持2个8状态序列发生器SEQ1和SEQ2分开独立工作,此时称为双序列发生器方式,也支持序列发生器SEQ1和SEQ2级联成一个16状态序列发生器SEQ来工作,此时称为单序列发生器方式,或者称为级联方式。,7.2 ADC模块的工作方式ADC模块既支持2个8状态序列发,ADC输入通道选择序列控制寄存器,X281X的16个通道可以通过编程来为序列发生器中需要转换的通道安排顺序,这个功能就需要通过ADC输入通道选择序列控制寄存器ADCC
9、HSELSEQx(x=1,2,3,4)来实现。每一个输入通断选择序列控制寄存器都是16位的,被分成了4个功能位CONVxx,每一个功能位占据寄存器的4个位 。,ADC输入通道选择序列控制寄存器,ADC输入通道选择序列控制寄存器X281X的16个通道可以通,各个序列发生器所对应的寄存器和可选用的通道情况,序列发生器对应的通道选择控制寄存器CONVxx对应的引脚SE,最大转换通道寄存器的结构,最大转换通道寄存器的结构,1.双序列发生器模式下顺序采样,假设需要对ADCINA0ADCINA7,ADCINB0ADCINB7这16路通道进行采样,ADC模块工作于双序列发生器模式,并采用顺序采样。,1.双序
10、列发生器模式下顺序采样假设需要对ADCINA0AD,双序列发生器顺序采样模式下16路通道时ADCCHSELSEQn位情况,ADCCHSELSEQ1CONV000000(ADCINA0,双序列发生器顺序采样模式下序列发生器16路通道选择情况,双序列发生器顺序采样模式下序列发生器16路通道选择情况,AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CAS,双序列发生器顺序采样模式下16路通道转换结果,双序列发生器顺序采样模式下16路通道转换结果,2.双序列发生器模式下并发采样,假设需要对ADCINA0ADCINA7,ADCINB0ADCINB7这16路通道进行采样,ADC模块工作于双序列发生器模式,
11、并采用并发采样。,2.双序列发生器模式下并发采样假设需要对ADCINA0AD,双序列发生器并发采样模式下16路通道时ADCCHSELSEQn位情况,ADCCHSELSEQ1CONV000000(ADCINA0,双序列发生器并发采样模式下序列发生器16路通道选择情况,双序列发生器并发采样模式下序列发生器16路通道选择情况,AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=0,双序列发生器并发采样模式下16路通道转换结果,双序列发生器并发采样模式下16路通道转换结果,3. 级联模式下顺序采样,假设需要对ADCINA0ADCINA7,ADCINB0ADCINB7这16路通道进行采样,ADC模
12、块工作于级联模式,并采用顺序采样。,3. 级联模式下顺序采样假设需要对ADCINA0ADCIN,级联顺序采样模式下16路通道时ADCCHSELSEQn位情况,ADCCHSELSEQ1CONV000000(ADCINA0,级联顺序采样模式下序列发生器16路通道选择情况,级联顺序采样模式下序列发生器16路通道选择情况,AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CAS,级联顺序采样模式下16路通道转换结果,级联顺序采样模式下16路通道转换结果,EX:假设需要对ADCINA0、ADCINA1、ADCINA2、ADCINB3、ADCINB4、ADCINB5、ADCINB7这7路通道进行采样,ADC
13、模块工作于级联模式,并采用顺序采样。,EX:假设需要对ADCINA0、ADCINA1、ADCINA,级联顺序采样模式下7路通道时ADCCHSELSEQn位情况,ADCCHSELSEQ1CONV000000(ADCINA0,级联顺序采样模式下序列发生器7路通道选择情况,级联顺序采样模式下序列发生器7路通道选择情况,AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1,级联顺序采样模式下7路通道转换结果,级联顺序采样模式下7路通道转换结果,4. 级联模式下的并发采样,假设需要对ADCINA0ADCINA7,ADCINB0ADCINB7这16路通道进行采样,ADC模块工作于级联模式,并采用并
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