ADC單次采樣的實(shí)現(xiàn)

1、    ADC單次采樣的實(shí)現(xiàn)摘要：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，使用外部可編程電路對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫(kù)仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte一、承上啟下在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，很重要的一項(xiàng)就是將傳感器的模擬值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便于傳輸和處理。

2、而ADC（Analog-to-Digital Converter）正是用來(lái)完成這種轉(zhuǎn)換的。上一節(jié)，我們介紹了CC2430與PC之間的串口通信。CC2430內(nèi)部已嵌入一個(gè)溫度傳感器，本節(jié)將在上一節(jié)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)于片內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)的小實(shí)驗(yàn)：利用ADC將片內(nèi)溫度傳感器的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，利用公式計(jì)算出溫度值，然后通過(guò)串口將溫度值傳送到PC上并顯示出來(lái)。二、ADC單次采樣（1）實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介利用ADC轉(zhuǎn)換CC2430片內(nèi)溫度傳感器的溫度值，通過(guò)串口將溫度值發(fā)送到PC并顯示出來(lái)。（2）程序流程圖（3）實(shí)驗(yàn)源碼及剖析/*實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：片內(nèi)溫度采集實(shí)驗(yàn),通過(guò)串口0將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)*/#include#de

3、fine led1 P1_0#define led2 P1_1#define led3 P1_2#define led4 P1_3/*32M晶振初始化-*/void xtal_init(void)SLEEP &= 0x04; /都上電while(!(SLEEP & 0x40); /晶體振蕩器開啟且穩(wěn)定CLKCON &= 0x47; /選擇32MHz 晶體振蕩器SLEEP |= 0x04;/*LED燈初始化-*/void led_init(void)P1SEL = 0x00; /P1為普通 I/O 口P1DIR |= 0x0F; /P1.0 P1.1 P1.2 P1.3

4、輸出led1 = 1;led2 = 1;led3 = 1;led4 = 1;/*UART0初始化-*/void Uart0Init(unsigned char StopBits,unsigned char Parity)P0SEL |= 0x0C; /初始化UART0端口PERCFG&= 0x01; /選擇UART0為可選位置一U0CSR = 0xC0; /設(shè)置為UART模式,而且使能接受器U0GCR = 11;U0BAUD = 216; /設(shè)置UART0波特率為115200bpsU0UCR |= StopBits|Parity; /設(shè)置停止位與奇偶校驗(yàn)/*UART0發(fā)送字符-*/vo

5、id Uart0Send(unsigned char data)while(U0CSR&0x01); /等待UART空閑時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)U0DBUF = data;/*UART0發(fā)送字符串-*/void Uart0SendString(unsigned char *s)while(*s != 0)Uart0Send(*s+);/*UART0接收數(shù)據(jù)-*/unsigned char Uart0Receive(void)unsigned char data;while(!(U0CSR&0x04); /查詢是否收到數(shù)據(jù)，否則繼續(xù)等待data=U0DBUF;return data;/*延時(shí)函

6、數(shù)-*/void Delay(unsigned int n)unsigned int i;for(i=0;i<n;i+);< p=""></n;i+);<>for(i=0;i<n;i+);< p=""></n;i+);<>for(i=0;i<n;i+);< p=""></n;i+);<>for(i=0;i<n;i+);< p=""></n;i+);<>for(i=0;i&l

7、t;n;i+);< p=""></n;i+);<>/*得到實(shí)際溫度值-*/float getTemperature(void)unsigned int value;ADCCON3 = (0x3E); /選擇1.25V為參考電壓；14位分辨率；對(duì)片內(nèi)溫度傳感器采樣ADCCON1 |= 0x30; /選擇ADC的啟動(dòng)模式為手動(dòng)ADCCON1 |= 0x40; /啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)化while(!(ADCCON1 & 0x80); /等待ADC轉(zhuǎn)化結(jié)束value = ADCL >> 2;value |= (ADCH << 6)

8、; /取得最終轉(zhuǎn)化結(jié)果，存入value中return value*0.06229-311.43; /根據(jù)公式計(jì)算出溫度值/*主函數(shù)-*/void main(void)char i;float avgTemp;unsigned char output=""xtal_init();led_init();led1 = 0;Uart0Init(0x00, 0x00); /初始化串口：無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位為1位Uart0SendString("Hello CC2430 - TempSensor!rn");while(1)led1 = 0;avgTemp = 0;fo

9、r(i = 0 ; i < 64 ; i+)avgTemp += getTemperature();avgTemp = avgTemp/2; /每采樣1次，取1次平均值output0 = (unsigned char)(avgTemp)/10 + 48; /十位output1 = (unsigned char)(avgTemp)%10 + 48; /個(gè)位output2 = '.' /小數(shù)點(diǎn)output3 = (unsigned char)(avgTemp*10)%10+48; /十分位output4 = (unsigned char)(avgTemp*100)%10+48

10、; /百分位output5 = '0' /字符串結(jié)束符Uart0SendString(output);Uart0SendString("n");led1 = 1; /LED熄滅，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);Delay(20000);關(guān)于串口通信的代碼內(nèi)容，請(qǐng)參考上一節(jié)，在此不解釋ADC一般涉及到6個(gè)SFR：ADCCON1用于ADC通用控制，包

11、括轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志、ADC觸發(fā)方式、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器ADCCON2用于連續(xù)ADC轉(zhuǎn)換的配置（本實(shí)驗(yàn)不涉及連續(xù)ADC轉(zhuǎn)換，故不使用此SFR）ADCCON3用于單次ADC轉(zhuǎn)換的配置，包括選擇參考電壓、分辨率、轉(zhuǎn)換源ADCH7:0ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的高位，即ADC13:6ADCL7:2ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的低位，即ADC5:0ADCCFG選擇 P0.0P0.7 作為ADC輸入的 AIN0AIN7（由于本次試驗(yàn)選擇片內(nèi)溫度傳感器作為轉(zhuǎn)換源，不涉及AIN0AIN7，故不使用此SFR）（注：以上SFR的具體內(nèi)容請(qǐng)參考CC2430中文手冊(cè)）接下來(lái)，我們來(lái)重點(diǎn)關(guān)注一下 getTempurature 函數(shù)，它是獲取溫度值的關(guān)鍵：

12、（1）首先配置ADC單次采樣：令 ADCCON3=0x3E，選擇1.25V為系統(tǒng)電壓，選擇14位分辨率，選擇CC2430片內(nèi)溫度傳感器作為ADC轉(zhuǎn)換源（2）然后令 ADCCON1 |= 0x30，設(shè)置ADC觸發(fā)方式為手動(dòng)（即當(dāng)ADCCON.6=1時(shí)，啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換）（3）接著令 ADCCON1 |= 0x40，啟動(dòng)ADC單次轉(zhuǎn)換（4）使用語(yǔ)句 while(!(ADCCON1 & 0x80) 等待ADC轉(zhuǎn)換的結(jié)束（5）轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在ADCH7:0（高8位），ADCH7:2（低6位），通過(guò)：value = ADCL >> 2;value |= (ADCH << 6)

13、;將轉(zhuǎn)換結(jié)果存進(jìn) value 中（6）最后利用公式 temperature= value*0.06229-311.43 ，計(jì)算出溫度值并返回即可CC2430小貼士你一定會(huì)對(duì)最后一個(gè)公式感到莫名其妙，為什么是一次函數(shù)？為什么其斜率為0.06229，其截距為211.43？OK，下面解惑之：此溫度傳感器是位于CC2430片內(nèi)的，所以必然可以在其手冊(cè)中找到其介紹。果不其然，我在 電氣規(guī)范 這一節(jié)中找到了相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)截圖如下：查看原圖（大圖）此表是描述溫度傳感器的溫度（）與輸出電壓（V）的關(guān)系。首先看第二個(gè)紅框處：溫度系數(shù)。“系數(shù)”？是不是有點(diǎn)感覺？然后再看其單位：mV/，你就會(huì)恍然大悟，原來(lái)溫度與電壓

14、的關(guān)系是線性的啊 即有：其中V為輸出電壓值，T為溫度值，2.45為斜率。下面就要確定截距b了。乍一看，我們會(huì)在第一個(gè)紅框處發(fā)現(xiàn)0時(shí)的電壓為743mV，那么b就等于743？不然，繼續(xù)往下看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)其絕對(duì)誤差達(dá)到了8之多！然后往右看，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)提供了最適合的截距，即：b=763，因此有如下公式：OK，現(xiàn)在我們已經(jīng)有了溫度傳感器的 輸入溫度T 和 輸出電壓V 的關(guān)系，接下來(lái)必須找到ADC的 輸入電壓V 與 輸出值N（即14位的轉(zhuǎn)換結(jié)果）的關(guān)系，才可最終找到N和T的轉(zhuǎn)換公式。轉(zhuǎn)換結(jié)果N是14位的，當(dāng)N=11 1111 1111 1111（二進(jìn)制）時(shí)，輸出電壓應(yīng)為最大值（即參考電壓1.25V）。因此我們有下面的比例關(guān)系：（注：由于14位的輸出結(jié)果是2進(jìn)制的補(bǔ)碼，因此第14位為符號(hào)位。所以從絕對(duì)值的角度來(lái)說(shuō)，有效值只有13位，因此是2的13次方）結(jié)合兩式，可導(dǎo)出T與N的關(guān)系：OVER最后，稍微提一下為什么每次采樣需要進(jìn)行64循環(huán)。因?yàn)閭鞲衅髟跍y(cè)定溫度時(shí)，難免會(huì)受到干擾或者隨機(jī)性的error，其得到的數(shù)據(jù)有時(shí)候會(huì)很夸張（比如說(shuō)忽然出現(xiàn)10的變動(dòng)，然后又瞬間回復(fù)正常。但我們知道溫度的變化是一個(gè)積分的過(guò)程，很少會(huì)出現(xiàn)那種在瞬間產(chǎn)生大幅度跳躍的情況）。因此我們采用了取平均值的方法來(lái)減少此類誤差。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果首先打開串口調(diào)試工具