CC2530ADC转换

一、ADC简介

ADC支持 14 位的模拟数字转换，具有多达12 位的 ENOB（有效数字位）。它包括一个模拟多路转换器，具有多达8 个各自可配置的通道，以及一个参考电压发生器。转换结果通过DMA写入存储器。还具有若干运行模式。

二、A/D转换的基本工作原理

将时间上连续变化的模拟量转化为脉冲有无的数字量，这一过程就叫做数字化，实现数字化的关键设备是ADC。

ADC：数模转换器，将时间和幅值连续的模拟量转化为时间和幅值离散的数字量，A/D转换一般要经过采样、保持、量化和编码4个过程。

三、CC2530的A/D转换模块

ADC的主要特性如下：

● 可选的抽取率，这也设置了分辨率（7 到 12 位）

● 8 个独立的输入通道，可接受单端或差分信号

● 参考电压可选为内部单端、外部单端、外部差分或 AVDD5

● 产生中断请求

● 转换结束时的 DMA 触发

● 温度传感器输入

● 电池测量功能

四、一些关于ADC的概念

<1> 序列ADC转换：可以按序列进行多通道的ADC转换，并把结果通过DMA传送到存储器，而不需要CPU任何参与。

<2> 单通道ADC转换：在程序设计中，通过写ADCCON3寄存器触发单通道ADC转换，一旦寄存器被写入，转换立即开始。

<3> 参考电压：内部生成的电压、AVDD5引脚、适用于AIN7输入引脚的外部电压，或者 适用于AIN6~AIN7输入引脚的差分电压。

<4> 转换结果：数字转换结果以2的补码形式表示。对于单端，结果总是正的。对于差分配置，两个引脚之间的差分被转换，可以是负数。 当ADCCON1.EOC设置为1时，数字转换结果可以获得，且结果总是驻留在ADCH和ADCL寄存器组合的MSB段中。

<5> 中断请求：通过写ADCCON3触发一个单通道转换完成时，将产生一个中断，而完成 一个序列转换时，是不产生中断的。当每完成一个序列转换，ADC将产生 一个DMA触发。

<6> 寄存器：ADC有两个数据寄存器：ADCL和ADCH；三个控制寄存器：ADCCON1、ADCCON2、ADCCON3；分别用来配置ADC并返回转换结果。

五、ADC模块的信号输入

 端口0引脚可以配置为ADC输入端，依次为AIN0~AIN7：

<1> 可以把输入配置为单端输入或差分输入。

<2> 在选择差分输入的情况下，差分输入对：AIN0~AIN1、AIN2~AIN3、AIN4~AIN5、AIN6~AIN7。

<3>除了输入引脚 AIN0-AIN7，片上温度传感器的输出也可以选择作为 ADC的输入，用于温度测量。

<4> 可以将一个对应AVDD5/3的电压作为ADC输入，实现电池电压监测。

<5> 负电压和大于VDD的电压都不能用于这些引脚。

<6> 单端电压输入AIN0~AIN7，以通道号码0~7表示；四个差分输入对则以 通道号码8~11表示；温度传感器的通道号码为14；AVDD5/3电压输入的通道号码为15。

题目：定时采集电压数据发送到上位机

将光照度传感器接到的Zigbee小模块上，每隔1秒以单通道的传送到上位机。上位机与CC2530的 串口0相连，系统时钟为传送到上位机。上位机与CC2530的 串口0相连，系统时钟为16MHz，波特率为9600BPS,发送数据采用查询的方式。数据帧有4个字节，格式如下: 0xFA (帧头) ADCH ADCL 0xAF (帧尾)

思路：

1.初始化定时器1，实现0.1秒定时。

 void Init_Timer1()
 {
   T1CC0L = 0xd4;        //设置最大计数值的低8位
   T1CC0H = 0x30;        //设置最大计数值的高8位
   T1CCTL0 |= 0x04;      //开启通道0的输出比较模式
   T1IE = ;             //使能定时器1中断
   T1OVFIM = ;          //使能定时器1溢出中断
   EA = ;               //使能总中断
   T1CTL = 0x0e;         //分频系数是128,模模式
 }

2.在定时中断函数中实现1秒定时。

 unsigned char count = ;
 unsigned char F_time = ;
 /*================定时器1服务函数====================*/
 #pragma vector = T1_VECTOR
 __interrupt void Timer1_Sevice()
 {
   T1STAT &= ~0x01;      //清除定时器1通道0中断标志
   count++;
   if(count == )       //定时1秒到
   {
     F_time = ;
     count = ;
   }
 }

3.按照参数要求初始化串口0。

 void Init_Uart0()
 {
   PERCFG = 0x00;    //串口0的引脚映射到位置1，即P0_2和P0_3
   P0SEL = 0x0C;     //将P0_2和P0_3端口设置成外设功能
   U0BAUD = ;      //16MHz的系统时钟产生9600BPS的波特率
   U0GCR = ;
   U0UCR |= 0x80;    //禁止流控，8位数据，清除缓冲器
   U0CSR |= 0xC0;    //选择UART模式，使能接收器
   UTX0IF = ;       //清除TX发送中断标志
   URX0IF = ;       //清除RX接收中断标志
   URX0IE = ;       //使能URAT0的接收中断
   EA = ;           //使能总中断
 }

4.设计字节数组发送函数。

unsigned char dat[];
/*===================UR0发送字符串函数==================*/
void UR0SendString(unsigned char *str, unsigned char count)
{
  while(count--)
  {
    U0DBUF = *str++;    //将要发送的1字节数据写入U0DBUF
    while(!UTX0IF);     //等待TX中断标志，即数据发送完成
    UTX0IF = ;
  }
}

5.初始化ADC (单通道采集)。

配置APCFG寄存器

当使用ADC时，端口0的引脚必须配置为ADC模拟输入。要配置一个端口0引脚为一个ADC输入，APCFG寄存器中相应的位必须设置为1。这个寄存器的默认值是0，选择端口0为非模拟输入，即作为数字I/O端口。

  注意：APCFG寄存器的设置将覆盖P0SEL的设置。

主要对端口的功能进行选择，设置其传输方向，并将端口设置为模拟输入。

 void Init_ADC0()
 {
   P0SEL |= 0x01;      //P0_0端口设置为外设功能
   P0DIR &= ~0x01;     //P0_0端口设置为输入端口
   APCFG |= 0x01;      //P0_0作为模拟I/O使用
 }

6.实现数据采集并发送到上位机。

 

配置ADCCON3寄存器

单通道的ADC转换，只需将控制字写入ADCCON3寄存器即可。

例子：ADCCON3 = (0x80 | 0x10 | 0x00); //参考电压选择AVDD5引脚，256 抽取率，AINO通道0

首先将ADCIF标志位清0，接着对ADCCON3寄存器设置，该寄存器一旦被写入，转换立即开启；然后等待ADCIF置1，这时候转换完成，读取数据即可。

 /*===================读取ADC的数据====================*/
 void Get_ADC0_Value()
 {
   ADCIF = ;
   //参考电压选择AVDD5引脚，256抽取率，AIN0通道0
   ADCCON3 = (0x80 | 0x10 | 0x00);
   while(!ADCIF);      //等待A/D转换完成，
   dat[] = 0xaf;
   dat[] = ADCH;      //读取ADC数据低位寄存器
   dat[] = ADCL;      //读取ADC数据高位寄存器
   dat[] = 0xfa;
 }

完整代码：

 #include "ioCC2530.h"
 /*===============定时器1初始化函数==================*/
 void Init_Timer1()
 {
   T1CC0L = 0xd4;        //设置最大计数值的低8位
   T1CC0H = 0x30;        //设置最大计数值的高8位
   T1CCTL0 |= 0x04;      //开启通道0的输出比较模式
   T1IE = ;             //使能定时器1中断
   T1OVFIM = ;          //使能定时器1溢出中断
   EA = ;               //使能总中断
   T1CTL = 0x0e;         //分频系数是128,模模式
 }
 unsigned char count = ;
 unsigned char F_time = ;
 /*================定时器1服务函数====================*/
 #pragma vector = T1_VECTOR
 __interrupt void Timer1_Sevice()
 {
   T1STAT &= ~0x01;      //清除定时器1通道0中断标志
   count++;
   if(count == )       //定时1秒到
   {
     F_time = ;
     count = ;
   }
 }
 /*===================UR0初始化函数====================*/
 void Init_Uart0()
 {
   PERCFG = 0x00;    //串口0的引脚映射到位置1，即P0_2和P0_3
   P0SEL = 0x0C;     //将P0_2和P0_3端口设置成外设功能
   U0BAUD = ;      //16MHz的系统时钟产生9600BPS的波特率
   U0GCR = ;
   U0UCR |= 0x80;    //禁止流控，8位数据，清除缓冲器
   U0CSR |= 0xC0;    //选择UART模式，使能接收器
   UTX0IF = ;       //清除TX发送中断标志
   URX0IF = ;       //清除RX接收中断标志
   URX0IE = ;       //使能URAT0的接收中断
   EA = ;           //使能总中断
 }
 unsigned char dat[];
 /*===================UR0发送字符串函数==================*/
 void UR0SendString(unsigned char *str, unsigned char count)
 {
   while(count--)
   {
     U0DBUF = *str++;    //将要发送的1字节数据写入U0DBUF
     while(!UTX0IF);     //等待TX中断标志，即数据发送完成
     UTX0IF = ;
   }
 }
 /*===================ADC初始化函数====================*/
 void Init_ADC0()
 {
   P0SEL |= 0x01;      //P0_0端口设置为外设功能
   P0DIR &= ~0x01;     //P0_0端口设置为输入端口
   APCFG |= 0x01;      //P0_0作为模拟I/O使用
 }
 /*===================读取ADC的数据====================*/
 void Get_ADC0_Value()
 {
   ADCIF = ;
   //参考电压选择AVDD5引脚，256抽取率，AIN0通道0
   ADCCON3 = (0x80 | 0x10 | 0x00);
   while(!ADCIF);      //等待A/D转换完成，
   dat[] = 0xaf;
   dat[] = ADCH;      //读取ADC数据低位寄存器
   dat[] = ADCL;      //读取ADC数据高位寄存器
   dat[] = 0xfa;
 }
 /*=======================主函数======================*/
 void main()
 {
   Init_Uart0();
   Init_Timer1();
   Init_ADC0();
   while()
   {
     if(F_time == )           //定时1秒时间到
     {
       Get_ADC0_Value();       //进行A/D转换并读取数据
       UR0SendString(dat,);   //向上位机发送数据
       F_time = ;             //定时1秒标志清0
     }
   }
 }