ARM筆記： ADC轉(zhuǎn)換器

S3C2440的CMOS模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC可以對8通道模擬輸入信號進(jìn)行循環(huán)檢測，S3C2440的ADC和觸摸屏公用一個ADC轉(zhuǎn)換器，所以學(xué)習(xí)ADC也是學(xué)習(xí)觸摸屏的基礎(chǔ)。

S3C2440ADC的主要特性如下：

●分辨率：10位

●最大轉(zhuǎn)換速率：500KSPS

●微分線性度誤差：±1.0 LSB

●積分線性度誤差：±2.0 LSB

●供電電壓：3.3V

●模擬輸入電壓范圍：0~3.3V

ADC原理

ADC是一種將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的方法，一般要經(jīng)過采樣、保持、量化、編碼4個步驟。在實(shí)際電路中，有些過程是合并進(jìn)行的，如采樣和保持，量化和編碼在轉(zhuǎn)換過程中時同時實(shí)現(xiàn)的。由奈奎特采樣定理可知，當(dāng)采樣頻率大于模擬信號中最高頻率的2倍時，采樣值才能不失真地反映原來模擬信號。

主要技術(shù)指標(biāo)如下：

●分辨率

通常以輸出二進(jìn)制的位數(shù)表示分辨率的高低，一般位數(shù)越多，量化單位越小，對輸入信號的分辨能力就越高。例如，輸入模擬電壓的變化范圍為0±~3.3V、分辨率為12位時，可以分辨的最小模擬電壓為3.3V/2^12≈0.8mV；而分辨率為10位時，可以分辨的最小模擬電壓為3.3V/2^10≈3.2mV。

●轉(zhuǎn)換誤差

它是指在零點(diǎn)和滿度都校準(zhǔn)以后，在整個轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)，分別測量各個數(shù)字量所對應(yīng)的模擬輸入電壓實(shí)測范圍與理論范圍之間的偏差，取其中的最大偏差作為轉(zhuǎn)換誤差的指標(biāo)。它通常以相對誤差的形式出現(xiàn)，并以LSB為單位表示。

●轉(zhuǎn)換速度

完成一次模數(shù)轉(zhuǎn)換所需要的時間稱為轉(zhuǎn)換時間。在大多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)換速度是轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)。

ADC的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型，并聯(lián)比較型ADC的轉(zhuǎn)換速度最高，逐次逼近型ADC次之，雙積分型ADC轉(zhuǎn)換速度最低。

S3C2440處理器ADC功能圖如圖1所示，其中虛線框是與觸摸屏有關(guān)的功能模塊，可以暫不考慮，學(xué)完ADC基本實(shí)驗(yàn)后，再學(xué)觸摸屏部分也可以。

從圖1可以看出，ADC共有8路模擬輸入，其中XP、XM、YP和YM是觸摸屏使用的4路，剩下的4路模擬輸入A[3:0]可以用于一般的ADC輸入通道。

此外還需要注意ADC的輸入時鐘是如何產(chǎn)生的。對于S3C2440處理器，ADC輸入時鐘是由PCLK分頻得到的，如圖2所示

ADC相關(guān)寄存器

使用ADC只需要對相應(yīng)的寄存器進(jìn)行配置，然后啟動ADC即可，啟動ADC有兩種方法：

①手動啟動

②讀取完上一次轉(zhuǎn)換結(jié)果后自動啟動下一次ADC轉(zhuǎn)換

得到ADC是否轉(zhuǎn)換完成的信息有兩種方法

①查詢法：查詢寄存器ADCCON的第15位（ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位）

②中斷法：轉(zhuǎn)換完成后，產(chǎn)生ADC中斷信號，如圖1中的INT_ADC信號。

當(dāng)不使用觸摸屏?xí)r，與ADC相關(guān)的寄存器主要有寄存器ADCCON和寄存器ADCDAT0。寄存器ADCCON主要用于ADC的啟動方式、設(shè)置ADC轉(zhuǎn)換時鐘以及ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位等，如下圖3。寄存器ADCDAT0中存放了ADC轉(zhuǎn)換所得到的的數(shù)據(jù)，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束后，可以通過讀該寄存器的值來得到轉(zhuǎn)換結(jié)果。

ADC初始化

對ADC初始化只需要做好以下兩個方面的工作：

① 設(shè)置ADC輸入時鐘。

② 選擇ADC輸入通道。

可以使用如下代碼初始化：

#define PRSC_EN1 //允許預(yù)分頻
#define PRSCVL19 //預(yù)分頻值
#define STDBM0//正常工作模式
#define READ_START0//讀數(shù)時不進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換

void ADC_Init(unsigned char channel)
{
ADCCON&=(~((1<<14)|(0xff<<6)|(0x7<<3)|(1<<2)|(1<<1)|(1<<0)));
ADCCON|=(PRSC_EN<<14)|(PRSCVL<<6)|(channel<<3)|(STDBM<<2)|(READ_START<<1);

}

此時，對PCLK進(jìn)行50分頻，則可以計算出ADC輸入時鐘=PCLK/50=1MHz。