面向物聯(lián)網的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)-07-CC2530-ADC模數轉換應用開發(fā)課件

CC2530和STM32嵌入式接口技術開發(fā)3.4CC2530ADC模數轉換應用開發(fā)CC2530和STM32嵌入式接口技術開發(fā)3.4CC253ADC模數轉換簡介CC2530與ADC模數轉換項目場景說明項目實踐ADC模數轉換簡介ADC模數轉換概念ADC是Analog-to-DigitalConverter的縮寫，指模/數轉換器或者模數轉換器

。是指將連續(xù)變化的模擬信號轉換為離散的數字信號的器件。3Bit電壓轉換原理（右圖）ADC模數轉換概念ADC是Analog-to-DigitalADC信號采樣率模擬信號在時域上是連續(xù)的，因此可以將它轉換為時間上連續(xù)的一系列數字信號。這樣就要求定義一個參數來表示新的數字信號采樣自模擬信號速率。這個速率稱為轉換器的采樣率（samplingrate）或采樣頻率（samplingfrequency）。ADC信號采樣率模擬信號在時域上是連續(xù)的，因此可以將它轉換為ADC分辨率ADC的分辨率是指使輸出數字量變化一個最小量時模擬信號的變化量。常用二進制的位數表示；例如8位的AD，可以描述255個刻度的精度（2的8次方），在它測量一個5V左右的電壓時，它的分辨率是5V除以255，大約改變一個的刻度其改變的最小單位必須是0.02V。ADC分辨率ADC的分辨率是指使輸出數字量變化一個最小量時模ADC量化誤差概念ADC把模擬量轉化為數字量，用數字量近似值標志模擬量，這個過程稱之為量化。量化誤差是ADC的有限位數對模擬量進行量化而引起的誤差。實際上要準確表示模擬量，ADC的位數需要很大甚至無窮大。一個分辨率有限的ADC的階梯轉換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉化特性曲線（直線）之間的最大偏差既是量化誤差。ADC量化誤差概念ADC把模擬量轉化為數字量，用數字量近似值CC2530的ADC模數轉換CC2530的ADC支持多達14位的模擬數字轉換，具有多達12位的ENOB（有效數字位）。它包括一個模擬多路轉換器，具有多達8個各自可配置的通道；以及一個參考電壓發(fā)生器。轉換結果通過DMA寫入存儲器。還具有若干運行模式。CC2530的ADC模數轉換功能框圖:CC2530的ADC模數轉換CC2530的ADC支持多達14ADC模塊特征可選取的抽取率，設置分辨率（7~12位）。8個獨立的輸入通道，可接收單端或差分信號。參考電壓可選為內部單端、外部單端、外部差分或AVDD5。單通道轉換結束可產生中斷請求。序列轉換結束可發(fā)出DMA觸發(fā)。可將片內溫度傳感器作為輸入。電池電壓測量功能。ADC模塊特征可選取的抽取率，設置分辨率（7~12位）。8個ADC模塊的信號輸入

端口0引腳可以配置為ADC輸入端，依次為AIN0~AIN7：可以把輸入配置為單端輸入或差分輸入。差分輸入對：AIN0~AIN1、AIN2~AIN3、AIN4~AIN5、AIN6~AIN7。片上溫度傳感器的輸出也可以作為ADC的輸入用于測量芯片的溫度?？梢詫⒁粋€對應AVDD5/3的電壓作為ADC輸入，實現電池電壓監(jiān)測。負電壓和大于VDD的電壓都不能用于這些引腳。單端電壓輸入AIN0~AIN7，以通道號碼0~7表示；四個差分輸入對則以通道號碼8~11表示；溫度傳感器的通道號碼為14；AVDD5/3電壓輸入的通道號碼為15。ADC模塊的信號輸入

端口0引腳可以配置為ADC輸入端，依序列ADC轉換：可以按序列進行多通道的ADC轉換，并把結果通過DMA傳送到存儲器，而不需要CPU任何參與。單通道ADC轉換：在程序設計中，通過寫ADCCON3寄存器觸發(fā)單通道ADC轉換，一旦寄存器被寫入，轉換立即開始。參考電壓：內部生成的電壓、AVDD5引腳、適用于AIN7輸入引腳的外部電壓，或者適用于AIN6~AIN7輸入引腳的差分電壓。轉換結果：數字轉換結果以2的補碼形式表示。對于單端，結果總是正的。對于差分配置，兩個引腳之間的差分被轉換，可以是負數。當ADCCON1.EOC設置為1時，數字轉換結果可以獲得，且結果總是駐留在ADCH和ADCL寄存器組合的MSB段中。中斷請求：通過寫ADCCON3觸發(fā)一個單通道轉換完成時，將產生一個中斷，而完成一個序列轉換時，是不產生中斷的。當每完成一個序列轉換，ADC將產生一個DMA觸發(fā)。ADC相關的幾個概念序列ADC轉換：可以按序列進行多通道的ADC轉換，并把結果通CC2530的ADC寄存器介紹CC2530中與ADC相關的寄存器有6個，這6個寄存器分別是：ADCH（ADC轉換結果高位存放寄存器）ADCL（ADC轉換結果低位存放寄存器）ADCCON1（ADC通用控制寄存器1）ADCCON2（ADC通用控制寄存器2）ADCCON3（ADC通用控制寄存器3）APCFG（ADC通道配置寄存器）CC2530的ADC寄存器介紹CC2530中與ADC相關的寄項目場景電子秤在我們生活中應用十分的廣泛，無論是我們我們稱體重，還是在購買商品的時候都會用到。電子秤的工作流程：當物體放在秤盤上時，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時使用激勵電壓發(fā)生變化，輸出一個變化的模擬信號。該信號經放大電路放大輸出到模數轉換器（ADC）。轉換成便于處理的數字信號輸入到單片機。單片機根據鍵盤命令以及程序將這種結果輸出到顯示器，顯示這種結果。項目場景電子秤在我們生活中應用十分的廣泛，無論是我們我們稱體任務目標使用CC2530微處理器模擬電子秤采集轉換的電壓，通過編輯程序使用CC2530微處理器的ADC外設實現對CC2530微處理器底板的電源電壓檢測，通過使用IARfor8051開發(fā)環(huán)境的調試窗口查看ADC的電壓轉換值，并將電壓采集值轉換為電壓物理量。任務目標使用CC2530微處理器模擬電子秤采集轉換的電壓，通項目分析項目中CC2530單片機采集的電壓為電池電壓，由于電池標準電壓為12V遠高于CC2530單片機的3.3V工作電壓，因此電池電壓需要通過相應的硬件電路進行處理，將電池電壓等比例縮小到CC2530單片機可接受的工作電壓。電池電壓分壓電路如圖：項目分析項目中CC2530單片機采集的電壓為電池電壓，由于電程序流程圖程序設計思路是首先初始化系統(tǒng)時鐘。初始化完成后進入主循環(huán)，主循環(huán)中先進行ADC的配置，配置完成后啟動ADC轉化，等待ADC轉化結束后，將取得的最終轉化結果存入value中。程序流程圖程序設計思路是首先初始化系統(tǒng)時鐘。初始化完成后進入項目實現CC2530單片機的ADC模數轉換配置程序如下:intadc_test(void){unsignedintvalue;APCFG|=0x10;//模擬I/O使能

P0SEL|=0x10;//端口0_4功能選擇外設功能P0DIR&=~0x10;//設置輸入模式ADCCON3=0xB4;//選擇AVDD5為參考電壓；12分辨率；P0_4ADCADCCON1|=0x30;//選擇ADC的啟動模式為手動ADCCON1|=0x40;//啟動AD轉化

while(!(ADCCON1&0x80));//等待ADC轉化結束

value=ADCL>>2;value|=(ADCH<<6)>>2;//取得最終轉化結果，存入value中

return((value));}項目實現CC2530單片機的ADC模數轉換配置程序如下:in項目思考什么是ADC量化誤差？CC2530微處理器的ADC配置寄存器？CC2530微處理器的ADC轉換精度是如何計算？如何使用CC2530微處理器驅動ADC？項目思考什么是ADC量化誤差？CC2530和STM32嵌入式接口技術開發(fā)3.4CC2530ADC模數轉換應用開發(fā)CC2530和STM32嵌入式接口技術開發(fā)3.4CC253ADC模數轉換簡介CC2530與ADC模數轉換項目場景說明項目實踐ADC模數轉換簡介ADC模數轉換概念ADC是Analog-to-DigitalConverter的縮寫，指模/數轉換器或者模數轉換器

。是指將連續(xù)變化的模擬信號轉換為離散的數字信號的器件。3Bit電壓轉換原理（右圖）ADC模數轉換概念ADC是Analog-to-DigitalADC信號采樣率模擬信號在時域上是連續(xù)的，因此可以將它轉換為時間上連續(xù)的一系列數字信號。這樣就要求定義一個參數來表示新的數字信號采樣自模擬信號速率。這個速率稱為轉換器的采樣率（samplingrate）或采樣頻率（samplingfrequency）。ADC信號采樣率模擬信號在時域上是連續(xù)的，因此可以將它轉換為ADC分辨率ADC的分辨率是指使輸出數字量變化一個最小量時模擬信號的變化量。常用二進制的位數表示；例如8位的AD，可以描述255個刻度的精度（2的8次方），在它測量一個5V左右的電壓時，它的分辨率是5V除以255，大約改變一個的刻度其改變的最小單位必須是0.02V。ADC分辨率ADC的分辨率是指使輸出數字量變化一個最小量時模ADC量化誤差概念ADC把模擬量轉化為數字量，用數字量近似值標志模擬量，這個過程稱之為量化。量化誤差是ADC的有限位數對模擬量進行量化而引起的誤差。實際上要準確表示模擬量，ADC的位數需要很大甚至無窮大。一個分辨率有限的ADC的階梯轉換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉化特性曲線（直線）之間的最大偏差既是量化誤差。ADC量化誤差概念ADC把模擬量轉化為數字量，用數字量近似值CC2530的ADC模數轉換CC2530的ADC支持多達14位的模擬數字轉換，具有多達12位的ENOB（有效數字位）。它包括一個模擬多路轉換器，具有多達8個各自可配置的通道；以及一個參考電壓發(fā)生器。轉換結果通過DMA寫入存儲器。還具有若干運行模式。CC2530的ADC模數轉換功能框圖:CC2530的ADC模數轉換CC2530的ADC支持多達14ADC模塊特征可選取的抽取率，設置分辨率（7~12位）。8個獨立的輸入通道，可接收單端或差分信號。參考電壓可選為內部單端、外部單端、外部差分或AVDD5。單通道轉換結束可產生中斷請求。序列轉換結束可發(fā)出DMA觸發(fā)?？蓪⑵瑑葴囟葌鞲衅髯鳛檩斎?。電池電壓測量功能。ADC模塊特征可選取的抽取率，設置分辨率（7~12位）。8個ADC模塊的信號輸入

端口0引腳可以配置為ADC輸入端，依次為AIN0~AIN7：可以把輸入配置為單端輸入或差分輸入。差分輸入對：AIN0~AIN1、AIN2~AIN3、AIN4~AIN5、AIN6~AIN7。片上溫度傳感器的輸出也可以作為ADC的輸入用于測量芯片的溫度?？梢詫⒁粋€對應AVDD5/3的電壓作為ADC輸入，實現電池電壓監(jiān)測。負電壓和大于VDD的電壓都不能用于這些引腳。單端電壓輸入AIN0~AIN7，以通道號碼0~7表示；四個差分輸入對則以通道號碼8~11表示；溫度傳感器的通道號碼為14；AVDD5/3電壓輸入的通道號碼為15。ADC模塊的信號輸入

端口0引腳可以配置為ADC輸入端，依序列ADC轉換：可以按序列進行多通道的ADC轉換，并把結果通過DMA傳送到存儲器，而不需要CPU任何參與。單通道ADC轉換：在程序設計中，通過寫ADCCON3寄存器觸發(fā)單通道ADC轉換，一旦寄存器被寫入，轉換立即開始。參考電壓：內部生成的電壓、AVDD5引腳、適用于AIN7輸入引腳的外部電壓，或者適用于AIN6~AIN7輸入引腳的差分電壓。轉換結果：數字轉換結果以2的補碼形式表示。對于單端，結果總是正的。對于差分配置，兩個引腳之間的差分被轉換，可以是負數。當ADCCON1.EOC設置為1時，數字轉換結果可以獲得，且結果總是駐留在ADCH和ADCL寄存器組合的MSB段中。中斷請求：通過寫ADCCON3觸發(fā)一個單通道轉換完成時，將產生一個中斷，而完成一個序列轉換時，是不產生中斷的。當每完成一個序列轉換，ADC將產生一個DMA觸發(fā)。ADC相關的幾個概念序列ADC轉換：可以按序列進行多通道的ADC轉換，并把結果通CC2530的ADC寄存器介紹CC2530中與ADC相關的寄存器有6個，這6個寄存器分別是：ADCH（ADC轉換結果高位存放寄存器）ADCL（ADC轉換結果低位存放寄存器）ADCCON1（ADC通用控制寄存器1）ADCCON2（ADC通用控制寄存器2）ADCCON3（ADC通用控制寄存器3）APCFG（ADC通道配置寄存器）CC2530的ADC寄存器介紹CC2530中與ADC相關的寄項目場景電子秤在我們生活中應用十分的廣泛，無論是我們我們稱體重，還是在購買商品的時候都會用到。電子秤的工作流程：當物體放在秤盤上時，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時使用激勵電壓發(fā)生變化，輸出一個變化的模擬信號。該信號經放大電路放大輸出到模數轉換器（ADC）。轉換成便于處理的數字信號輸入到單片機。單片機根據鍵盤命令以及程序將這種結果輸出到顯示器，顯示這種結果。項目場景電子秤在我們生活中應用十分的廣泛，無論是我們我們稱體任務目標使用CC2530微處理器模擬電子秤采集轉換的電壓，通過編輯程序使用CC2530微處理器的ADC外設實現對CC2530微處理器底板的電源電壓檢測，通過使用IARfor8051開發(fā)環(huán)境的調試窗口查看ADC的電壓轉換值，并將電壓采集值轉換為電壓物理量。任務目標使用CC2530微處理器模擬電子秤采集轉換的電壓，通項目分析項目中CC2530單片機采集的電壓為電池電壓，由于電池標準電壓為12V遠高于CC2530單片機的3.3V工作電壓，因此電池電壓需要通過相應的硬件電路進行處理，將電池電壓等比例縮小到CC2530單片機可接受的工作電壓。電池電壓分壓電路如圖：項目分析項目中CC2530單片機采集的電壓為電池電壓，由于電程序流程圖程序設計思路是首先初始化系統(tǒng)時鐘。初始化完成后進入主循環(huán)，主循環(huán)中先進行ADC的配置，配置完成后啟動ADC轉化，等待ADC轉化結束后，將取得的最終轉化結果存入value中。程序流程圖程序設計思路是首先初始化系統(tǒng)時鐘。初始化完成后進入項目實現CC2530單片機的ADC模數轉換配置程序如下:intadc_t