之前已經(jīng)對MSP430F4250的SD16_A進(jìn)行了入門級的了解和設(shè)置,但由于項目有要求:
AD——模擬信號頻率范圍100~20kHz,采樣率40kHz,16bit采樣
所以,需要設(shè)置采樣率為40KHz,百轉(zhuǎn)千回后得到了如下結(jié)論:
1.需要配置FFL+:
主要寄存器:
(1)FLL_CTL0:
一般官方給出的代碼是
FLL_CTL0?|=?XCAP14PF;
但是其實還有一位關(guān)于時鐘頻率比較重要的:DCOPLUS
為什么要設(shè)置它?
因為DCO的頻率是直接給MCLK和SMCLK的,那么這一位的含義是什么?
參考MSP430X4XX User's Guide
比較重要的說明是,默認(rèn)情況下DCOPLUS = 0并且D = 2,其實D的含義是(Divider的意思),所以總的來說,默認(rèn)情況下你的DCO時鐘頻率=晶振頻率*(N+1)/2,為了提高時鐘頻率,設(shè)置DCOPLUS = 1,即DCO output is not divided,不進(jìn)行默認(rèn)的分頻,可提高2倍時鐘頻率。
(2)SCFQCTL和SCFI0:
之所以把它們放在一起講,因為User's Guide手冊上給出的官方倍頻代碼為:
BIC?#GIE,SR?;?Disable?interrupts MOV.B?#(64?1),&SCFQCTL?;?MCLK?=?64?*?ACLK,?DCOPLUS=0 MOV.B?#FN_2,&SCFI0?;?Select?DCO?range BIS?#GIE,SR?;?Enable?interrupts
具體含義是SCFQCTL為倍頻因子,SCFI0用于設(shè)定頻率范圍,具體參考User's Guide手冊吧。
2.已經(jīng)得到了系統(tǒng)時鐘頻率MCLK和外設(shè)時鐘頻率SMCLK,在AD上具體還能如何設(shè)置:
??SD16CTL?=?SD16REFON+SD16SSEL0;????????????//?1.2V?ref,?SMCLK ??SD16INCTL0?=?SD16INTDLY_3; ??SD16CCTL0?|=?SD16OSR_32?+?SD16IE;?????????//?Enable?interrupt
首先設(shè)置SD16CTL,主要用于選擇時鐘和選擇分頻因子,SD16SSEL0就是選擇SMCLK(已經(jīng)是最快了),設(shè)置SD16INCTL0選擇通道0每次采樣結(jié)束產(chǎn)生中斷(事實上,測量中設(shè)置每4次采樣產(chǎn)生一次中斷,中斷頻率也沒有任何變化,暫時不知如何解釋),設(shè)置SD16CCTL0的過采樣率SD16OSR_32,設(shè)置過采樣率為最低也能提高采樣率,但是會降低采樣精度。參考Use's Guide:
更具體的AD時鐘再參考時鐘部分的框圖:
其實fm就是SMCLK通過層層分頻(上述筆者代碼設(shè)置的分頻系數(shù)為0,不分頻,具體參考SD16CTL寄存器說明)得到的頻率,User's Guide在貼圖文字中提到Sample frequency ?fs = fm/OSR,那么自然,筆者把SD16CCTL0的OSR位設(shè)置為最低的32,就能得到最高的采樣頻率了。
除了時鐘之外,通過SD16_A的框圖還能了解到它內(nèi)部存在的高阻抗Buffer和前置放大器(過采樣數(shù)字濾波之前討論fs時的截圖中也有說明),放大器很容易理解,那么高阻抗Buffer有什么用(User's Guide):
總結(jié)來說高阻抗Buffer可以抗采集到的輸入數(shù)據(jù)的鋸齒現(xiàn)象,但是它的設(shè)置和fm的頻率有關(guān),雖然筆者沒有使用,但是卻是SD16_A中一個重要組成部分。
首先解釋前一篇對MSP430 AD研究的博文代碼:
fm = 1MHz,fs = 1MHz/256 = 3.9KHz,約256us會產(chǎn)生一次中斷,最后得到的結(jié)果為224us,誤差0.125,還是有說明價值的。(純屬個人見解)
最后是筆者得到接近200KHz采樣率的代碼:
#include?? #define???Num_of_Results???80 /*?Arrays?to?store?SD16_A?conversion?results?*/ /*?NOTE:?arrays?need?to?be?global?to???????*/ /*???????prevent?removal?by?compiler???????*/ static?unsigned?int?results[Num_of_Results]; void?main(void) { ??volatile?unsigned?int?i;??????????????????//?Use?volatile?to?prevent?removal ????????????????????????????????????????????//?by?compiler?optimization ??WDTCTL?=?WDTPW?+?WDTHOLD;?????????????????//?Stop?WDT ??FLL_CTL0?|=?XCAP14PF+DCOPLUS;?????????????????????//?Configure?load?caps ??SCFQCTL?=?SCFQ_4M; ??SCFI0?|=?FN_8;//MCLK?=?SMCLK?=?8MHz ??for?(i?=?0;?i?<?10000;?i++);??????????????//?Delay?for?32?kHz?crystal?to ????????????????????????????????????????????//?stabilize ??P1SEL?=?0;????????????????????????????????//GPIO ??P1DIR?=?0xff;?????????????????????????????//out ?? ??SD16CTL?=?SD16REFON+SD16SSEL0;????????????//?1.2V?ref,?SMCLK ??SD16INCTL0?=?SD16INTDLY_3;???? ??SD16CCTL0?|=?SD16OSR_32?+?SD16IE;?????????//?Enable?interrupt ??for?(i?=?0;?i?<?0x3600;?i++);?????????????//?Delay?for?1.2V?ref?startup ??_EINT();??????????????????????????????????//?Enable?general?interrupts ??SD16CCTL0?|=?SD16SC;??????????????????????//?Set?bit?to?start?conversion ??//_BIS_SR(LPM0_bits);???????????????????????//?Enter?LPM0 ??while(1); } #pragma?vector=SD16_VECTOR __interrupt?void?SD16ISR(void) { ??static?unsigned?int?index?=?0; ??switch?(SD16IV) ??{ ??case?2:???????????????????????????????????//?SD16MEM?Overflow ????break; ??case?4:???????????????????????????????????//?SD16MEM0?IFG ????results[index]?=?SD16MEM0;??????????????//?Save?CH0?results?(clears?IFG) ????P1OUT?=?0x03;???????????????????????????//Pin?0,1?out?1 ????if?(++index?==?Num_of_Results) ????{ ??????index?=?0;????????????????????????????//?SET?BREAKPOINT?HERE ??????P1OUT?=?0x00;?????????????????????????//Pin?0,1?out?0??? ????} ????break; ??} }
代碼仔細(xì)說明:
設(shè)置了MCLK = SMCLK = 8MHz(具體參考用戶手冊和筆者之前對時鐘的設(shè)置說明看看就能明白),設(shè)置了不分頻的時鐘給AD,即fm = 8MHz,fs = 8/32 = 250KHz,所以每250KHz就會進(jìn)入一次中斷,當(dāng)采到80個AD值時,使P1.0和P1.1=0,然后清除計數(shù),再下一次觸發(fā)中斷,P1.1和P1.0會再次置1,通過測量低電平持續(xù)時間可以得到AD的Sample frequency.
得到結(jié)果:
為什么只是186.6KHz?因為MSP430的最大AD采樣頻率就是200KHz,只能無限接近吧。(純屬個人見解)
此文為實踐總結(jié)所得,多數(shù)都為個人見解,僅供參考,具體以TI給出的文檔為準(zhǔn),歡迎討論并提出不足。