CC2530单片机技术与应用-模数转换应用ppt课件.ppt
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1、2 实现电压值AVDD/3的测量 目录1 实现外部电压AVDD的测量任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量一、任务描述一、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:通电后,LED1熄灭。 UART0串口初始化。设置ADC。LED点亮。开启单通道ADC。ADC对通道0进行模数转换测量电压。发送字符串测量电压值。LED熄灭。延时一段时间。返回步骤循环执行。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量二、任务目标二、任务
2、目标1.训练目标检验CC2530单片机设置ADC模块寄存器技能。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。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 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量二、任务目标二、任务目标2.素养目标培养学生在工作现场的6S意识和用电安全意识。爱惜工具,注重场地整洁。具备积极、主动的探索精神。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、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:
3、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 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、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 实现外部电压值实现外部电压值AVDD
4、的测量的测量三、相关知识三、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。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识2CC
5、2530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 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识2CC2530的ADC模块图6.1 ADC框图任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识3ADC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AIN0AIN7。可以
6、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 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识3ADC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
7、一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识3ADC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。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测的测量量表6.1 APCFG寄存器的描述位位名称复位值操作描述7:0APCFG7:00R/W模拟外设I/O配置。APCFG7:0选择P0.7P0.0作为模拟输入。0:模拟I/O禁用。1:
8、模拟I/O使用。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测的测量量三、相关知识三、相关知识3ADC的工作模式(1)ADC模块的输入单端电压输入AIN0AIN7以通道号码07表示。通道号码8到11表示差分输入,它们分别是AIN0-AIN1、AIN2-AIN3、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)。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测的测量量三、相关知识三、相关知识3ADC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
9、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。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测的测量量三、相关知识三、相关知识3ADC的工作模式(2)序列ADC转换与单通道ADC转换寄存器位ADCCON2.SCH用于定义一个ADC转换序列,如果ADCCON2.SCH设置为一个小于8的值,ADC转换序
10、列包括从0通道开始,直到并包括所设置的通道号码。当ADCCON2.SCH设置为一个8和12之间的值,转换序列包括从通道8开始差分输入,到ADCCON2.SCH所设置的通道号码结束。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测的测量量三、相关知识三、相关知识3ADC的工作模式(2)序列ADC转换与单通道ADC转换除可以设置为按序列进行ADC转换之外,CC2530的ADC模块可以编程实现任何单个通道执行一个转换,包括温度传感器(14)和AVDD5/3(15)两个通道。单通道ADC转换通过写ADCCON3寄存器触发,转换立即开始。除非一个转换序列已经正在进行,在这种情况下序列一完成,单个通道的A
11、DC转换就会被执行。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测的测量量三、相关知识三、相关知识4ADC的相关寄存器ADC有两个数据寄存器:ADCL(0 xBA)-ADC数据低位寄存器、ADCH(0 xBB)-ADC数据高位寄存器,如表6.2和6.3所示。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量表6.2 ADCL(0 xBA)-ADC数据低位寄存器的描述位位名称复位值操作描述7:2 ADC5:00000 00RADC转换结果的低位部分。1:0 00R0没有使用。读出来一直是0。 任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量表6.3 ADCL(0 xBB)-ADC
12、数据高位寄存器的描述位位名称复位值操作描述7:0ADC13:600RADC转换结果的高位部分。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识4ADC的相关寄存器ADC有三个寄存器:ADCCON1、ADCCON2和ADCCON3,如表6.4、6.5和6.6所示。这些寄存器用来配置ADC,并返回转换结果。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量表6.4 ADCCON1ADC控制高位寄存器的描述位位名称复位值操作描述7 EOC0R/H0转换结束。当ADCH被读取的时候清除。如果已经读取前一数据之前,完成一个新的转换,EOC位仍然为高。0:转换没有完成
13、。1:转换完成。6ST0开始转换。读为1,直到转换完成。0:没有转换正在进行。1:如果并且没有序列正在运行就启动动一个转换序列。 5:4STSEL1:011R/W1启动选择。选择该事件,将启动一个新的转换序列。00:P2.0引脚的外部触发。01:全速,不等待触发器。10:定时器1通道0比较事件。11:ADCCON1.ST=1。3:2RCTRL1:0 00R/W控制16位随机发生器。当写01时,当操作完成时设置将自动返回到00。00:正常运行。(13X型展开)。01:LFSR的时钟一次(没有展开)。10:保留。11:停止,关闭随机数发生器。1:0 11R/W保留,一直设为11。任务一 实现外部电
14、压值实现外部电压值AVDD的测量的测量表6.5 ADCCON2ADC控制寄存器的描述位位名称复位值操作描述7:6 SREF 1:000R/W选择用于序列转换的参考电压。00:内部参考电压。01:AIN7引脚上的外部参考电压。10:AVDD5引脚。11:AIN6AIN7差分输入外部参考电压。5:4SDIV1:001R/W设置转换序列通道的抽取率。抽取率也决定完成转换需要的时间和分辨率。00:64位抽取率(7位ENOB)。01:128位抽取率(9位ENOB)。10:256位抽取率(10位ENOB)。11:512位抽取率(12位ENOB)。3:0SCH3:00000R/W1序列通道选择。当读取的时候
15、,这些位将代表有转换进行的通道号码。0000:AIN0。0001:AIN1。0010:AIN2。0011:AIN3。0100:AIN4。0101:AIN5。0110:AIN6。0111:AIN7。1000:AIN0-AIN1。1001:AIN2-AIN3。1010:AIN4-AIN5。1011:AIN6-AIN7。1100:GND。1110:温度传感器。1111:VDD/3。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量表6.6 ADCCON3ADC控制寄存器的描述位位名称复位值操作描述7:6 SREF 1:000R/W选择用于序列转换的参考电压。00:内部参考电压。01:AIN7引
16、脚上的外部参考电压。10:AVDD5引脚。11:AIN6AIN7差分输入外部参考电压。5:4SDIV1:001R/W设置单通道ADC转换设置的抽取率。抽取率也决定完成转换需要的时间和分辨率。00:64位抽取率(7位ENOB)。01:128位抽取率(9位ENOB)。10:256位抽取率(10位ENOB)。11:512位抽取率(12位ENOB)。3:0SCH3:00000R/W1单个通道选择。选择写ADCCON3触发的单个通道转换所在的通道号码。当单个转换完成,该位自动清零。0000:AIN0。0001:AIN1。0010:AIN2。0011:AIN3。0100:AIN4。0101:AIN5。01
17、10:AIN6。0111:AIN7。1000:AIN0-AIN1。1001:AIN2-AIN3。1010:AIN4-AIN5。1011:AIN6-AIN7。1100:GND。1110:温度传感器。1111:VDD/3。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识5.ADC的配置和应用ADC有ADCCON1、ADCCON2和ADCCON33种控制寄存器。这些寄存器用于配置ADC,以及读取ADC转换的状态。ADCCON1.EOC是一个状态位,当一个转换结束时,设置为高电平;当读取ADCH时,它就被清除。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、
18、相关知识三、相关知识5.ADC的配置和应用ADCCON1.ST用于启动一个转换序列。当没有转换正在运行时这个位设置为高电平,ADCCON1.STSEL是11,就启动一个序列。当这个序列转换完成,ADCCON1.ST就被自动清零。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识5.ADC的配置和应用ADCCON1.STSEL位选择哪个事件将启动一个新的转换序列。该选项可以选择为外部引脚P2.0上升沿或外部引脚事件,之前序列的结束事件,定时器1的通道0比较事件或ADCCON1.ST是1。任务一 实现外部电压值实现外部电压值AVDD的测量的测量三、相关知识三、相关知识
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