MSP430G2553 模数转换器 ADC10

一、ADC10组成

ADC10模块是MSP430 MCU内部的一个高性能、10位的模数转换器，包含了SAR(Successive-Approximation-Register) core、采样选择控制、基准源发生器和DTC(Data Transfer Controller)。DTC功能允许采样结果直接内部存储，而不需要CPU的干预。

ADC10的框图和主要寄存器的含义，如下图所示。虽然ADC10牵扯的寄存器配置很多，但实际使用起来并不复杂。

二、相关寄存器

主要寄存器及功能有:

ADC10AEx：模拟输入使能，用于使能某个管脚的模拟输入功能

ADC10MEM：保存AD转换的结果

ADC10CTL0：

- ADC10ON：开启/关闭ADC10

- ENC：Enable conversion。几乎所有的ADC10设置都要在ENC=0时进行。

- ADC10SC：Start conversion。开始转换后会自动清零。

- SREFx：选择正负基准源

- REFOUT、REFBURST、REF2_5V、REFON：选择内部基准源及其工作方式

- ADC10SHTx：选择采集和保持的时钟周期数目

- ADC10SR：选择reference buffer drive capability，影响最大采集速率

- ADC10IE、ADC10IFG：中断使能和中断标志位

- MSC：多次采集转换设置，只用于序列(sequence)或反复(repeated)模式采样。

ADC10CTL1：

- INCHx：输入通道选择，可选择外部管脚、基准源、内部温度传感器等。

- SHSx：选择采样信号由谁触发，默认是ADC10SC位，也可以是TimerA.OUTx。

- ADC10DF：转换数据格式，直接二进制或者二补码。

- ADC10SSELx、ADC10DIVx：选择ADC10的时钟，分频比。时钟默认采用ADC10内部的专门时钟ADC10OSC，频率约在5MHz左右。

- CONSEQx：选择模式，有单通道单次（默认）、多通道单次、单通道重复、多通道重复四种。

- ADC10BUSY：标志ADC10是否采样、转换完成。

如果使用到DTC的功能，还需要操作ADC10DTC0、ADC10DTC1、ADC10SA寄存器，具体可查看MSP430x2xx Family User's Guide。

三、代码示例

利用ADC10，每2秒读取一次A6（P1.6）通道上的电压，通过串口打印显示。

 // voltage meter 2015.10.1
 // for MSPG2 launchpad, VCC = 3.6V; and if Vcc changes,
 // ref_vcc should be modified.

 #include "io430.h"

 #define A6 BIT6 // ADC input pin P1.6
 #define RXD BIT1 //P1.1
 #define TXD BIT2 //P1.2

 #define IDLE 0
 #define BUSY 1

 // function definitions
 void initADC10(void);
 void initTA0(void);

 void sendByte(unsigned char);
 void printf(char *, ...);
 void initUART(void);

 // global variables
 float volts = 0.0; // unit: mV
 float ref_vcc = 3600.0;
 char i = ;
 char status = IDLE;

 void main( void )
 {
   // Stop watchdog timer to prevent time out reset
   WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

   // DCO setup
   BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;
   DCOCTL = CALDCO_1MHZ;

   // ADC10 setup
   initADC10();

   // UART setup
   initUART();

   // Timer0 setup
   initTA0();

   __enable_interrupt();

   LPM0;

   while()
   {
       switch(status)
       {
       case IDLE:
           break;
       case BUSY:
           ADC10CTL0 |= ADC10SC;   // start a new conversion
           while ((ADC10CTL1 & ADC10BUSY) == 0x01);   // wait for conversion to end
           volts = ADC10MEM * ref_vcc /1023.0;
           printf("Voltage:  %i mV\r\n", (int)volts);
           status = IDLE;
           break;
       }
       LPM0;

   }
 }

 void initADC10(void)
 {
     // Use Vcc(3.6V)/GND for Refs, 16 x ADC10CLKs, reference buffer on, turn on ADC
     ADC10CTL0 = SREF_0 + ADC10SHT_2 + ADC10SR + ADC10ON;

     // A6 input, use ADC10CLK div 1, single channel mode
     ADC10CTL1 =  INCH_6 + SHS_0 + ADC10SSEL_0 + ADC10DIV_0 + CONSEQ_0;

     // ADC input on P1.6
     ADC10AE0 = A6; 

     // Enable conversions
     ADC10CTL0 |= ENC;
 }

 void initTA0(void)
 {
     TA0CCR0 =  - ;
     TA0CCTL0 = CCIE; // enable compare interrupt
     TA0CTL = TASSEL_2 + ID_3 + MC_1 + TACLR;
     // input clock: SMCLK/8 -> 125kHz; Up to CCR0 mode
     // timer overflow freq: 125k/(TA0CCR0+1) -> 2Hz -> 500ms
     // clear and start the timer, up mode
 }

 void initUART(void) {
     //config P1.1 RXD, P1.2 TXD
     P1SEL |= TXD + RXD;
     P1SEL2 |= TXD + RXD;

     //reset UCA0, to be configured
     UCA0CTL1 = UCSWRST;
     //config
     UCA0CTL1 |= UCSSEL_2; //SMCLK
     UCA0BR0 = ;
     UCA0BR1 = ;//1MHz baut rate = 9600
     UCA0MCTL = UCBRS0; // Modulation UCBRSx = 1
     //make UCA0 out of reset
     UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;
 }

 void sendByte(unsigned char byte )
 {
     while (!(IFG2&UCA0TXIFG));            // USCI_A0 TX buffer ready?
     UCA0TXBUF = byte;                // TX -> RXed character
 }

 //interrupt service routines
 #pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR
 __interrupt void CCR0_ISR(void)
 {
     if(++i == ) // interval: 1/2 * 4 = 2s, freq: 0.5Hz
     {
         // automatic flag clearing
         i = ;
         status = BUSY;
         LPM0_EXIT;
     }
 }