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[導(dǎo)讀]之前已經(jīng)對(duì)MSP430F4250的SD16_A進(jìn)行了入門(mén)級(jí)的了解和設(shè)置,但由于項(xiàng)目有要求:AD——模擬信號(hào)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,

之前已經(jīng)對(duì)MSP430F4250的SD16_A進(jìn)行了入門(mén)級(jí)的了解和設(shè)置,但由于項(xiàng)目有要求:

AD——模擬信號(hào)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(shí)還有一位關(guān)于時(shí)鐘頻率比較重要的:DCOPLUS

為什么要設(shè)置它?

因?yàn)镈CO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(shuō)明是,默認(rèn)情況下DCOPLUS = 0并且D = 2,其實(shí)D的含義是(Divider的意思),所以總的來(lái)說(shuō),默認(rèn)情況下你的DCO時(shí)鐘頻率=晶振頻率*(N+1)/2,為了提高時(shí)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(shí)鐘頻率。

(2)SCFQCTL和SCFI0:

之所以把它們放在一起講,因?yàn)閁ser's Guide手冊(cè)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(cè)吧。



2.已經(jīng)得到了系統(tǒng)時(shí)鐘頻率MCLK和外設(shè)時(shí)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(shí)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(shí)上,測(cè)量中設(shè)置每4次采樣產(chǎn)生一次中斷,中斷頻率也沒(méi)有任何變化,暫時(shí)不知如何解釋),設(shè)置SD16CCTL0的過(guò)采樣率SD16OSR_32,設(shè)置過(guò)采樣率為最低也能提高采樣率,但是會(huì)降低采樣精度。參考Use's Guide:



更具體的AD時(shí)鐘再參考時(shí)鐘部分的框圖:


其實(shí)fm就是SMCLK通過(guò)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(shuō)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(shí)鐘之外,通過(guò)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(guò)采樣數(shù)字濾波之前討論fs時(shí)的截圖中也有說(shuō)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(lái)說(shuō)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(méi)有使用,但是卻是SD16_A中一個(gè)重要組成部分。


首先解釋前一篇對(duì)MSP430 AD研究的博文代碼:

fm = 1MHz,fs = 1MHz/256 = 3.9KHz,約256us會(huì)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(shuō)明價(jià)值的。(純屬個(gè)人見(jiàn)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(shuō)明:


設(shè)置了MCLK = SMCLK = 8MHz(具體參考用戶手冊(cè)和筆者之前對(duì)時(shí)鐘的設(shè)置說(shuō)明看看就能明白),設(shè)置了不分頻的時(shí)鐘給AD,即fm = 8MHz,fs = 8/32 = 250KHz,所以每250KHz就會(huì)進(jìn)入一次中斷,當(dāng)采到80個(gè)AD值時(shí),使P1.0和P1.1=0,然后清除計(jì)數(shù),再下一次觸發(fā)中斷,P1.1和P1.0會(huì)再次置1,通過(guò)測(cè)量低電平持續(xù)時(shí)間可以得到AD的Sample frequency.

得到結(jié)果:


為什么只是186.6KHz?因?yàn)镸SP430的最大AD采樣頻率就是200KHz,只能無(wú)限接近吧。(純屬個(gè)人見(jiàn)解)


此文為實(shí)踐總結(jié)所得,多數(shù)都為個(gè)人見(jiàn)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。




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