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。
1 // voltage meter 2015.10.1 2 // for MSPG2 launchpad, VCC = 3.6V; and if Vcc changes, 3 // ref_vcc should be modified. 4 5 #include "io430.h" 6 7 #define A6 BIT6 // ADC input pin P1.6 8 #define RXD BIT1 //P1.1 9 #define TXD BIT2 //P1.2 10 11 #define IDLE 0 12 #define BUSY 1 13 14 // function definitions 15 void initADC10(void); 16 void initTA0(void); 17 18 void sendByte(unsigned char); 19 void printf(char *, ...); 20 void initUART(void); 21 22 // global variables 23 float volts = 0.0; // unit: mV 24 float ref_vcc = 3600.0; 25 char i = 0; 26 char status = IDLE; 27 28 void main( void ) 29 { 30 // Stop watchdog timer to prevent time out reset 31 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; 32 33 // DCO setup 34 BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; 35 DCOCTL = CALDCO_1MHZ; 36 37 // ADC10 setup 38 initADC10(); 39 40 // UART setup 41 initUART(); 42 43 // Timer0 setup 44 initTA0(); 45 46 __enable_interrupt(); 47 48 LPM0; 49 50 while(1) 51 { 52 switch(status) 53 { 54 case IDLE: 55 break; 56 case BUSY: 57 ADC10CTL0 |= ADC10SC; // start a new conversion 58 while ((ADC10CTL1 & ADC10BUSY) == 0x01); // wait for conversion to end 59 volts = ADC10MEM * ref_vcc /1023.0; 60 printf("Voltage: %i mV\r\n", (int)volts); 61 status = IDLE; 62 break; 63 } 64 LPM0; 65 66 } 67 } 68 69 void initADC10(void) 70 { 71 // Use Vcc(3.6V)/GND for Refs, 16 x ADC10CLKs, reference buffer on, turn on ADC 72 ADC10CTL0 = SREF_0 + ADC10SHT_2 + ADC10SR + ADC10ON; 73 74 // A6 input, use ADC10CLK div 1, single channel mode 75 ADC10CTL1 = INCH_6 + SHS_0 + ADC10SSEL_0 + ADC10DIV_0 + CONSEQ_0; 76 77 // ADC input on P1.6 78 ADC10AE0 = A6; 79 80 // Enable conversions 81 ADC10CTL0 |= ENC; 82 } 83 84 void initTA0(void) 85 { 86 TA0CCR0 = 62550 - 1; 87 TA0CCTL0 = CCIE; // enable compare interrupt 88 TA0CTL = TASSEL_2 + ID_3 + MC_1 + TACLR; 89 // input clock: SMCLK/8 -> 125kHz; Up to CCR0 mode 90 // timer overflow freq: 125k/(TA0CCR0+1) -> 2Hz -> 500ms 91 // clear and start the timer, up mode 92 } 93 94 void initUART(void) { 95 //config P1.1 RXD, P1.2 TXD 96 P1SEL |= TXD + RXD; 97 P1SEL2 |= TXD + RXD; 98 99 //reset UCA0, to be configured 100 UCA0CTL1 = UCSWRST; 101 //config 102 UCA0CTL1 |= UCSSEL_2; //SMCLK 103 UCA0BR0 = 104; 104 UCA0BR1 = 0;//1MHz baut rate = 9600 105 UCA0MCTL = UCBRS0; // Modulation UCBRSx = 1 106 //make UCA0 out of reset 107 UCA0CTL1 &= ~UCSWRST; 108 } 109 110 void sendByte(unsigned char byte ) 111 { 112 while (!(IFG2&UCA0TXIFG)); // USCI_A0 TX buffer ready? 113 UCA0TXBUF = byte; // TX -> RXed character 114 } 115 116 //interrupt service routines 117 #pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR 118 __interrupt void CCR0_ISR(void) 119 { 120 if(++i == 4) // interval: 1/2 * 4 = 2s, freq: 0.5Hz 121 { 122 // automatic flag clearing 123 i = 0; 124 status = BUSY; 125 LPM0_EXIT; 126 } 127 }
