MSP430_内部AD精讲

A/D 转换部分
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ADC12的目录
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A D C简要综述( 1/1 )
• 在MSP430单片机家族中， 很多系列 的单片机中都有12通道12位的ADC （简称A D C 1 2 模块）。如M S P 4 3 0 F 1 3 X 、M S P 4 3 0 F 1 4 X 、 M S P 4 3 0 F 1 5 X 、M S P 4 3 0 F 1 6 X 、M S P 4 3 0 F 4 3 X 、 MSP430F44X 等系列。较其它带A/D 转换的单片机，MSP 430 的ADC 精 度高，设计灵活巧妙，给数据采集系 统的设计带来了全新的思路。
Байду номын сангаас
ADC12 的结构
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ADC12 的功能模块（ 1/ 11）
1. 参考电压发生器：
AD都需要一个基准信号，通常为电压基准。 ADC12内置参考电源，而且参考电压有6种可编程选 择，分别为VR+与VR-的组合。其中 VR+（有3种）：A VCC (模拟电源正端) V REF+ (A/D转换器内部参考电源的输出正端) V eREF+ (外部参考电源的正输入端)
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ADC12 的功能模块（ 10/11 ）
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ADC12 的功能模块（ 11/11 ） ADC12主要特点
1. 12位转换精度，1位非线性微分误差，1位非线性积分误差 2. 有多种时钟源提供给ADC12模块，而且模块本身内置时钟发 生器 3. 内置温度传感器 4. Timer_A/Timer_B硬件触发器 5. 配置有8路外部通道与4路内部通道 6. 内置参考电源，并且参考电压有6种组合 7. 模数转换有4种模式 8. 16字转换缓存 9. ADC12可关断内核支持超低功耗应用 10.采样速度快，最高可达200ksps 11.自动扫描 12. DMA使能
具体如何控制，将在寄存器部分说明！ 只有在这些时序控制电路的指挥下，ADC12各部件才 能协调工作！
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ADC12 的功能模块（ 8/ 11）
ADC12DIV 选择的分频系数
ADC12SSEL选 择的内核时钟源
SHT控制的 采样周期
SHS控制的 采样触发来源选 择 SAMPCON 采样及转换信号 ADC12CLK 转换时钟 14
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单通道单次转换模式状态( 3/6 )
#include”msp430x44x.h” Void main (void) {
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;
P6SEL |=0x01; //使能AD通道A0
ADC12CTL0=ADC12ON+SHT0_2; ADC12CTL1=SHP; ADC12CTL0 |= ENC; While(1) { ADC12CTL0 |=ADC12SC; while((ADC12IFG&BIT0)==0) _NOP( ); }
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ADC12的相关寄存器（ 13/ 15）
② ADC12IE 中断使能寄存器
③ ADC12IV
中断向量寄存器
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ADC12的相关寄存器（ 14/ 15）
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ADC12的相关寄存器（ 15/15 ）
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ADC12转换模式 (1 / 6)
ADC12提供4种转换模式：
• • • • 单通道单次转换 序列通道单次转换 单通道多次转换 序列通道多次转换
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单通道多次转换模式的状态 ( 5/6 )
单通道多次转换
模式要进行如下设置： • X=CSStartAdd, 指示 转换开始通道； • ADC12MEMx 存放转 换结果； • ADC12MCTLx寄存器 中定义了通道和参考 电压。
该模式的停止有如下几种 方法： • 使CONSEQ=0，改变 为单通道单次模式； • 使ENC=0，直接使当 前转换完成后停止； • 使用单通道单次模式 替换当前模式，同时 使ENC=0 。
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ADC12的相关寄存器（1 / 15）
相关寄存器总述
寄存器类型 转换控制 寄存器 中断 控制 寄存器 存 储 及其 控制寄存器 寄存器缩写 ADC12CTL0 ADC12CTL1 ADC12IFG ADC12IE ADC12IV ADC12MCTL0 ~ ADC12MCTL15 ADC12MEM0 ~ ADC12MEM15 寄存器的含义 转换控制寄存器0 转换控制寄存器1 中断标志寄存器 中断使能寄存器 中断向量寄存器 存储控制寄存器0~15 存储寄存器0~15
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ADC模块的常用性能指标(2 / 2)
③ 转换精度： 其反映的是ADC模块在量化上与理想的 ADC模块进行AD转换的差值。 ④ 转换时间： 指ADC模块完成一次AD转换所需的时 间 ，转换时间越短越能适应输入信号的 变化。 ⑤ 此外还应考虑所使用的电压范围、工作 温度、接口特性以及输出形式等性能。 5
ADC12 的功能模块（ 9/ 11）
5. 转存结果缓存 ADC12共有12个转换通道，设置了16个转 换存储器，用于暂存转换结果，合理设置 后，ADC12硬件会自动将转换结果存放到 相应的ADC12MEM寄存器中。每个转换器 ADC12MEMx都有自己对应的控制寄存器 ADC12CTLx。控制寄存器控制各个转换寄 存器必须选择基本的转换条件。
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ADC12的相关寄存器（ 8/ 15）
② ADC12CTL1 转换控制寄存器1
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ADC12的相关寄存器（ 9/ 15）
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ADC12的相关寄存器（ 10/ 15）
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ADC12的相关寄存器（ 11/ 15）
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ADC12的相关寄存器（ 12/ 15）
2.中断控制寄存器
ADC12IFG 、ADC12IE 、ADC12IV ① ADC12IFG 中断标志寄存器
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ADC12应用举例 (重复单通道转换) ( 2/ 3)
}
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}
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序列通道单次转换状态 ( 4/ 6)
序列通道单次转换模 式要进行如下设置： • X=CSStartAdd, 指示转换开始通道； • EOS(ADC12MCTLx. 7)=1标志序列中最后 通道y，非最后通道的 EOS位都是0，表示序 列没有结束； • ADC12MEMx，…， ADC12MEMy存放 转换结果； • ADC12IFG.x，…， ADC12IFG.y为对 应的中断标志； • ADC12MCTLx寄存器 中定义了通道和 参考电压。
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ADC模块的常用性能指标(1 /2 )
① 分辨率： 表示输出数字量变化一个相邻数码所需输 入模拟电压的变化量，它定义为转换器的 满刻度电压与2n的比值，其中n为ADC的 位数。如：一个12位的ADC模块的分辨率 为满电压刻度的1/4096 。 ② 量化误差： 是由于有限数字对模拟数值进行离散取值 （量化）而引起的误差。其理论值为一个 单位分辨率，即±1/2LSB 。
无论用户使用何种模式，都要处理以下问题：
1. 2. 3. 4. 设置具体模式； 输入模拟信号； 选择启动信号； 关注转换结束信号。
注： 不同模式，所需设置不同！
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单通道单次转换模式状态( 2/6 )
单通道单次转换 模式要进行如下设 置： • X=CSStartAdd, 指向转换开始地址； • ADC12MEMx存放 转换结果； • ADC12IFG.x为对 应的中断标志； • ADC12MCTLx寄 存器中定义了通道 和参考电压。
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ADC12 的功能模块（ 6/ 11）
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ADC12 的功能模块（ 7/ 11）
4. 采样及转换所需的时序控制
采样和转换所需要的各种时钟信号： ADC12CLK转换时钟、 SAMPCON采样及转换信 号、SHT控制的采样周期 、 SHS控制的采样触发来源选 择 、ADC12SSEL选择的内核时钟源 及 ADC12DIV选择 的分频系数……
（AVCC-AVSS）/ 2
片内温度传感器的输出 4个作为待转换模拟输入信号
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ADC12 的功能模块（ 4/ 11）
外部8路
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ADC12 的功能模块（ 5/ 11）
3. 具有采样和保持功能的的12位转换器内核 : ADC12是一个12位的模数转换器，并能够将数据保存 在转换存储器中。 该内核两个可编程的参考电压（VR+和VR-）定义转换的 最大值和最小值。当输入模拟电压等于或高于VR+时，ADC 12输出满量程值 0FFF H，当输入电压等于或小于VR-时， ADC12输出0 。 输入模拟电压的最终结果满足公式：
V R-（有2种）：A VSS
(模拟电源负端) 部参考电源负端）
V REF- 或 V eREF- （A/D转换器内部或者外
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ADC12 的功能模块（ 2/ 11）
参考电压发生器 VR+（有3种）： A VCC、V REF+ 、V eREF+ V R-（有2种）: A VSS 、 V REF- 或 V eREF-
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序列通道多次转换状态( 6/ 6)
序列通道多次转换
模式要进行如下设置： • X=CSStartAdd, 指示 转换开始通道； • EOS(ADC12MCTLx. 7)=1标志序列中最后 通道y ； • ADC12MCTLx寄存器 中定义了通道和参考 电压。 改变转换模式不必停止当 前转换，一旦改变模 式，将在当前序列完 成后立即生效
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ADC12的相关寄存器（2 / 15）
1. 转换控制寄存器
① ADC12CTL0 转换控制寄存器0
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ADC12的相关寄存器（ 3/ 15）
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ADC12的相关寄存器（4 / 15）
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ADC12的相关寄存器（5 / 15）
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ADC12的相关寄存器（6 / 15）
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