CC2530单片机技术与应用-模数转换应用培训讲学

任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 1．电信号的形式与转换 从电信号的表现形式上，可以分为模拟信号和数字信号。 （1）模拟信号 模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、 湿度、压力、长度、电流、电压等等，我们通常又把模拟 信号称为连续信号，它在一定的时间范围内可以有无限多 个不同的取值。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
二、任务目标 1.训练目标 ①检验CC2530单片机设置ADC模块寄存器技能。 ②检验学生掌握CC2530单片机对测量的电压进行转换和设 定转换精度的技能。 ③检验学生掌握PC机通串口通信发送传感器相关参数的技 能。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
二、任务目标 2.素养目标 ①培养学生在工作现场的6S意识和用电安全意识。 ②爱惜工具，注重场地整洁。 ③具备积极、主动的探索精神。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 对于CC2530的ADC模块，端口P0引脚可以配置为ADC输 入端，依次为AIN0～AIN7。可以把输入配置为单端或差分 输入。在选择差分输入的情况下，差分输入包括输入对 AIN0-AIN1、AIN2-AIN3、AIN4-AIN5和AIN6-AIN7。 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；还可以输入一个对应 AVDD5/3的电压作为一个ADC输入，在应用中这个输入可 以实现一个电池电压监测器的功能。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 1．电信号的形式与转换 从电信号的表现形式上，可以分为模拟信号和数字信号。 （2）数字信号 在数字电路中，由于数字信号只有0、1两个状态，它的值 是通过中央值来判断的，在中央值以下规定为0，以上规定 为1，所以即使混入了其他干扰信号，只要干扰信号的值不 超过阀值范围，就可以再现出原来的信号。即使因干扰信 号的值超过阀值范围而出现了误码，只要采用一定的编码 技术，也很容易将出错的信号检测出来并加以纠正因此， 与模拟信号相比，数字信号在传输过程中具有更高的抗干 扰能力，更远的传输距离，且失真幅度小。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务一 实现外部电压值AVDD的测 量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （2）序列ADC转换与单通道ADC转换 CC2530的ADC模块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参与。 转换序列可以由APCFG寄存器设置，八位模拟输入来自I/O 引脚，不必经过编程变为模拟输入。如果一个通道是模拟 I/O输入，它就是序列的一个通道，如果相应的模拟输入在 APCFG中禁用，那么此I/O通道将被跳过。当使用差分输入， 处于差分对的两个引脚都必须在APCFG寄存器中设置为模 拟输入引脚。
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三、相关知识 2．CC2530的ADC模块
AIN0 . . .
AIN7
VDD/3 TMP_SENSOR
Int 1.25V AIN7 AVDD
AIN6-AIN7
参考 电压 发生
器
输入 多路 切换
器
Sigma-delta 解调器
抽取滤波器 时钟产生和控制
图6.1 ADC框图
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 模拟/数字转换 (Analog to Digital Converter，简称ADC) 是将输入的模拟信号转换为数字信号。各种被测控的物理 量（如：速度、压力、温度、光照强度、磁场等）是一些 连续变化的物理量，传感器将这些物理量转换成与之相对 应的电压和电流就是模拟信号。单片机只能接收数字信号， 要处理这些信号就必须转换成数字信号，模拟/数字转换是 数字测控系统中必须的信号转换。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 特别提醒：负电压和大于VDD（未调节电压）的电压都不 能用于这些引脚。它们之间的转换结果是在差分模式下每 对输入端之间的电压差值。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 8位模拟量输入来自I/O引脚，不必通过编程将这些引脚变 为模拟输入。但是，当相应的模拟输入端在APCFG寄存器 中被禁用时，此通道将被跳过。当使用差分输入时，相应 的两个引脚都必须在APCFG寄存器中设置为模拟输入引脚。 APCFG寄存器描述如表6.1所示。
模数转换应用
目录
1 实现外部电压AVDD的测量 2 实现电压值AVDD/3的测量
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
一、任务描述
编写程序实现实验板测定芯片外部光敏传感器的电压，通过串口发送电 压值。实验板上安装光敏传感器，经ADC转换以后通过串口将电压值 发送给PC，可以通过串口调试软件读取电压值。具体工作方式如下： ①通电后，LED1熄灭。 ② UART0串口初始化。 ③设置ADC。 ④LED点亮。 ⑤开启单通道ADC。 ⑥ADC对通道0进行模数转换测量电压。 ⑦发送字符串测量电压值。 ⑧LED熄灭。 ⑨延时一段时间。 ⑩返回步骤④循环执行。
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三、相关知识 2．CC2530的ADC模块 CC2530的ADC模块支持最高14位二进制的模拟数字转换， 具有12位的有效数据位。它包括一个输入多路切换器，具 有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，还具有多种运行模式。ADC模 块结构如图6.1所示。
任务一 实现外部电压值AVDD的测 量
表6.1 APCFG寄存器的描述
位
位名称
复位值
操作
描述
7:0
APCFG[7:0]
0
R/W
模拟外设I/O配置。
APCFG[7:0]选择P0.7～P0.0作为模拟输入。
0：模拟I/O禁用。
1：模拟I/O使用。
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三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 单端电压输入AIN0～AIN7以通道号码0～7表示。通道号 码8到11表示差分输入，它们分别是AIN0-AIN1、AIN2AIN3、AIN4-AIN5和AIN6-AIN7组成。通道号码12到15 分别用于GND（12)、预留通道（13）、温度传感器（14） 和AVDD5/3（15）。