MSP430F5529库函数——模数转换模块(ADC12)软件触发

简介: MSP430F5529库函数——模数转换模块(ADC12)软件触发

我这里的代码意思是利用P6.0口作为ADC采集,利用软件触发的方式进行采集信号。每过1S采集一次ADC信号。并将ADC的值转换为电压值发送给上位机。

代码

#include "driverlib.h"
#include <string.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#define MCLK_IN_HZ      1000000
#define delay_us(x)     __delay_cycles((MCLK_IN_HZ/1000000*(x)))
#define delay_ms(x)     __delay_cycles((MCLK_IN_HZ/1000*(x)))
void setupADC(void);
unsigned long readADC(void);
void UART_printf(uint16_t baseAddress, const char *format,...);
void Usart1_Init();
//--------------------------------  m a i n  -----------------------------------
int main(void) 
{
    WDT_A_hold(WDT_A_BASE);
    Usart1_Init();
    setupADC();
    while(1)
    {
        delay_ms(1000);
        UART_printf(USCI_A1_BASE,"Result = %d mV\n", readADC());
    }
}
//-----------------------------  s e t u p A D C  -------------------------------
void setupADC(void){
    #define ADCpin         GPIO_PORT_P6,GPIO_PIN0
    GPIO_setAsPeripheralModuleFunctionOutputPin(ADCpin);     // 复位P6.0
    //Initialize the ADC12_A Module
    /*
     * ADC12_A模块的基址
     * 软件触发
     * 使用MODOSC 5MHZ数字振荡器作为时钟源
     * 一分频
     */
    ADC12_A_init(ADC12_A_BASE,ADC12_A_SAMPLEHOLDSOURCE_SC, ADC12_A_CLOCKSOURCE_ADC12OSC, ADC12_A_CLOCKDIVIDER_1);  //软件触发,内部振荡器MODCLK作为时钟
    ADC12_A_enable(ADC12_A_BASE);   //启用ADC12_A模块
    //设置并启用采样定时器脉冲,这里是使用的软件触发的形式,所以选择失能
    ADC12_A_setupSamplingTimer(ADC12_A_BASE,ADC12_A_CYCLEHOLD_16_CYCLES,ADC12_A_CYCLEHOLD_16_CYCLES,ADC12_A_MULTIPLESAMPLESDISABLE);
    ADC12_A_configureMemoryParam param = {0};
    param.memoryBufferControlIndex = ADC12_A_MEMORY_0;           //将内存缓冲配置为MEMORY_0
    param.inputSourceSelect = ADC12_A_INPUT_A0;                  //将输入A0映射到内存缓冲区0,因为P6.0引脚对应A0
    param.positiveRefVoltageSourceSelect = ADC12_A_VREFPOS_AVCC; //正电压为AVcc
    param.negativeRefVoltageSourceSelect = ADC12_A_VREFNEG_AVSS; //负电压为AVss
    param.endOfSequence = ADC12_A_NOTENDOFSEQUENCE;              //单通道转换
    ADC12_A_configureMemory(ADC12_A_BASE,&param);   //
}
//-----------------------------  r e a d A D C  --------------------------------
unsigned long readADC(void){
    //开始从MEMORY_0中进行单通道连续转换
    ADC12_A_startConversion(ADC12_A_BASE,ADC12_A_MEMORY_0,ADC12_A_SINGLECHANNEL);
    while(ADC12_A_isBusy(ADC12_A_BASE) == ADC12_A_BUSY){
        // 等待转换完成
    }
    //读取ADC转换之后寄存器的值
    long result = ADC12_A_getResults(ADC12_A_BASE, ADC12_A_MEMORY_0);
    //将其转化为单位为mv的电压值
    return (3220 * result) / 4096;                     // 3320是测量的Vss
}
void UART_printf(uint16_t baseAddress, const char *format,...)
{
    uint32_t length;
    va_list args;
    uint32_t i;
    char TxBuffer[128] = {0};
    va_start(args, format);
    length = vsnprintf((char*)TxBuffer, sizeof(TxBuffer)+1, (char*)format, args);
    va_end(args);
    for(i = 0; i < length; i++)
        USCI_A_UART_transmitData(baseAddress, TxBuffer[i]);
}
//9600
void Usart1_Init()
{
    //P4.4=UCA1TXD      P4.5=UCA1RXD
    GPIO_setAsPeripheralModuleFunctionInputPin(GPIO_PORT_P4, GPIO_PIN5+GPIO_PIN4);
    USCI_A_UART_initParam param1 = {0};
    param1.selectClockSource = USCI_A_UART_CLOCKSOURCE_SMCLK;
    param1.clockPrescalar = 6;
    param1.firstModReg = 13;
    param1.secondModReg = 0;
    param1.parity = USCI_A_UART_NO_PARITY;   //无校验位
    param1.msborLsbFirst = USCI_A_UART_LSB_FIRST;  //低位先行
    param1.numberofStopBits = USCI_A_UART_ONE_STOP_BIT;  //1停止位
    param1.uartMode = USCI_A_UART_MODE;
    param1.overSampling = USCI_A_UART_OVERSAMPLING_BAUDRATE_GENERATION;
    if (STATUS_FAIL == USCI_A_UART_init(USCI_A1_BASE, &param1)){
       return;
    }
    //Enable UART module for operation
    USCI_A_UART_enable(USCI_A1_BASE);
    //Enable Receive Interrupt
    USCI_A_UART_clearInterrupt(USCI_A1_BASE,USCI_A_UART_RECEIVE_INTERRUPT);
    USCI_A_UART_enableInterrupt(USCI_A1_BASE,USCI_A_UART_RECEIVE_INTERRUPT);
}


ADC初始化部分

引脚复位

首先我们复位P6.0,为什么复位P6.0。因为ADC具有12个外部采集功能的引脚,如下。

 

ADC12_A_init()

我们这里采用软件触发的方式进行ADC采集。软件触发的意思是,需要我们在写程序的时候,写入一个ADC开始采集的程序,他才会采集电压信号。ADC采集的时钟源是使用MODOSC 5MHZ数字振荡器。不进行分频

ADC12_A_init(ADC12_A_BASE,ADC12_A_SAMPLEHOLDSOURCE_SC, ADC12_A_CLOCKSOURCE_ADC12OSC, ADC12_A_CLOCKDIVIDER_1);  //软件触发,内部振荡器MODCLK作为时钟


函数声明

函数声明如下,这里返回的是一个布尔值。如果ADC初始化成功了返回STATUS_SUCCESS(也就是1),如果ADC初始化失败了返回0。我们没有进行接收他的数值,一般不需要接收,因为ADC初始化失败的可能性很小。

bool ADC12_A_init (uint16_t baseAddress,uint16_t sampleHoldSignalSourceSelect, uint8_t clockSourceSelect,uint16_t clockSourceDivider)

baseAddress

ADC12只有一个基地址

ADC12_A_BASE


sampleHoldSignalSourceSelect

选择触发信号ADC进行电压采集有四种触发方式,参数如下

#define ADC12_A_SAMPLEHOLDSOURCE_SC                                (ADC12SHS_0)//软件触发
#define ADC12_A_SAMPLEHOLDSOURCE_1                                 (ADC12SHS_1)//定时器1触发
#define ADC12_A_SAMPLEHOLDSOURCE_2                                 (ADC12SHS_2)//定时器2触发
#define ADC12_A_SAMPLEHOLDSOURCE_3                                 (ADC12SHS_3)//定时器3触发


第一种是ADC12SC触发,也就是软件触发。

二三四种是利用定时器触发ADC采集,定时器触发的好处是,我们不需要占用CPU,让他自己每隔一段时间主动触发ADC采集。但是缺点是,不够灵活,他不能做到我们想采集电压就采集,不想采集就不采集。


至于我们想知道这个ADC12SHSx的定时器采集是哪几个定时器,不同芯片情况不同,我们需要看引脚功能数据表,按Ctrl+F搜索ADC12SHSx即可出现如下(注意,我这里只提供MSP430F5529的,其他型号的自己去找)。

clockSourceSelec


这个是选择ADC的时钟源,一般选择内部震荡器

#define ADC12_A_CLOCKSOURCE_ADC12OSC                              (ADC12SSEL_0)//内部振荡器
#define ADC12_A_CLOCKSOURCE_ACLK                                  (ADC12SSEL_1)
#define ADC12_A_CLOCKSOURCE_MCLK                                  (ADC12SSEL_2)
#define ADC12_A_CLOCKSOURCE_SMCLK                                 (ADC12SSEL_3)


clockSourceDivider

选择分频次数,一般选择不分频。

#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_1                                     (ADC12DIV_0)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_2                                     (ADC12DIV_1)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_3                                     (ADC12DIV_2)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_4                                     (ADC12DIV_3)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_5                                     (ADC12DIV_4)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_6                                     (ADC12DIV_5)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_7                                     (ADC12DIV_6)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_8                                     (ADC12DIV_7)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_12                        (ADC12DIV_2 + ADC12PDIV)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_16                        (ADC12DIV_3 + ADC12PDIV)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_20                        (ADC12DIV_4 + ADC12PDIV)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_24                        (ADC12DIV_5 + ADC12PDIV)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_28                        (ADC12DIV_6 + ADC12PDIV)
#define ADC12_A_CLOCKDIVIDER_32                        (ADC12DIV_7 + ADC12PDIV)


ADC12_A_enable()

这个是用于启动ADC的,只需要传入ADC12_A_BASE就可以启动ADC12_A模块了。


ADC12_A_setupSamplingTimer()

这个跟定时器触发有关,所以不讲,只要记得第四个参数选择ADC12_A_MULTIPLESAMPLESDISABLE即可。因为我们是软件触发


ADC12_A_configureMemory()

这个需要传入ADC的基地址和结构体,基地址还是相同的。只讲结构体

    ADC12_A_configureMemoryParam param = {0};
    param.memoryBufferControlIndex = ADC12_A_MEMORY_0;           //将内存缓冲配置为MEMORY_0
    param.inputSourceSelect = ADC12_A_INPUT_A0;                  //将输入A0映射到内存缓冲区0,因为P6.0引脚对应A0
    param.positiveRefVoltageSourceSelect = ADC12_A_VREFPOS_AVCC; //正电压为AVcc
    param.negativeRefVoltageSourceSelect = ADC12_A_VREFNEG_AVSS; //负电压为AVss
    param.endOfSequence = ADC12_A_NOTENDOFSEQUENCE;              //单通道转换

memoryBufferControlIndex

这个是负责配置我们ADC采集之后的数值存入哪里。如果是单通道随便选择一个就可以了,建议选择通道ADC12_A_MEMORY_0

#define ADC12_A_MEMORY_0                                                  (0x0)
#define ADC12_A_MEMORY_1                                                  (0x1)
#define ADC12_A_MEMORY_2                                                  (0x2)
#define ADC12_A_MEMORY_3                                                  (0x3)
#define ADC12_A_MEMORY_4                                                  (0x4)
#define ADC12_A_MEMORY_5                                                  (0x5)
#define ADC12_A_MEMORY_6                                                  (0x6)
#define ADC12_A_MEMORY_7                                                  (0x7)
#define ADC12_A_MEMORY_8                                                  (0x8)
#define ADC12_A_MEMORY_9                                                  (0x9)
#define ADC12_A_MEMORY_10                                                 (0xA)
#define ADC12_A_MEMORY_11                                                 (0xB)
#define ADC12_A_MEMORY_12                                                 (0xC)
#define ADC12_A_MEMORY_13                                                 (0xD)
#define ADC12_A_MEMORY_14                                                 (0xE)
#define ADC12_A_MEMORY_15                                                 (0xF)


inputSourceSelect

这个是选择我们采集的电压通道口,上面说了ADC只有12个外部信号采集口。因为我们上面复位的是P6.0所以这里是选择ADC12_A_INPUT_A0。

'

可选参数如下

#define ADC12_A_INPUT_A0                                          (ADC12INCH_0)
#define ADC12_A_INPUT_A1                                          (ADC12INCH_1)
#define ADC12_A_INPUT_A2                                          (ADC12INCH_2)
#define ADC12_A_INPUT_A3                                          (ADC12INCH_3)
#define ADC12_A_INPUT_A4                                          (ADC12INCH_4)
#define ADC12_A_INPUT_A5                                          (ADC12INCH_5)
#define ADC12_A_INPUT_A6                                          (ADC12INCH_6)
#define ADC12_A_INPUT_A7                                          (ADC12INCH_7)
#define ADC12_A_INPUT_A8                                          (ADC12INCH_8)
#define ADC12_A_INPUT_A9                                          (ADC12INCH_9)
#define ADC12_A_INPUT_TEMPSENSOR                                 (ADC12INCH_10)
#define ADC12_A_INPUT_BATTERYMONITOR                             (ADC12INCH_11)
#define ADC12_A_INPUT_A12                                        (ADC12INCH_12)
#define ADC12_A_INPUT_A13                                        (ADC12INCH_13)
#define ADC12_A_INPUT_A14                                        (ADC12INCH_14)
#define ADC12_A_INPUT_A15                                        (ADC12INCH_15)


positiveRefVoltageSourceSelect和negativeRefVoltageSourceSelect

这两个是选择参考电压的,可以是内部电压为参考电压,也可以是外部的。本人只会内部的,所以只讲内部电压作为参考电压。直接如下即可

    param.positiveRefVoltageSourceSelect = ADC12_A_VREFPOS_AVCC; //正电压为AVcc,为3320mV
    param.negativeRefVoltageSourceSelect = ADC12_A_VREFNEG_AVSS; //负电压为AVss,为0mV


endOfSequence

这个ADC采集可以是序列通道采集和单通道采集。我这里选择的是单通道采集,序列通道采集。序列通道采集就是很多个通道一起采集信号。我这里只讲单通道采集

#define ADC12_A_NOTENDOFSEQUENCE                                  (!(ADC12EOS))//单通道采集
#define ADC12_A_ENDOFSEQUENCE                                        (ADC12EOS)//多通道采集


电压信号读取部分

ADC12_A_startConversion()

这里是开启ADC采集的。

函数声明

void ADC12_A_startConversion (uint16_t baseAddress, uint16_t startingMemoryBufferIndex, uint8_t conversionSequenceModeSelect)


baseAddress

同上

startingMemoryBufferIndex

设置需要开始转换的信号。因为我们之前将ADC采集的信号存入MEMORY_0,所以这里选择ADC12_A_MEMORY_0。可选参数如下

#define ADC12_A_MEMORY_0                                                  (0x0)
#define ADC12_A_MEMORY_1                                                  (0x1)
#define ADC12_A_MEMORY_2                                                  (0x2)
#define ADC12_A_MEMORY_3                                                  (0x3)
#define ADC12_A_MEMORY_4                                                  (0x4)
#define ADC12_A_MEMORY_5                                                  (0x5)
#define ADC12_A_MEMORY_6                                                  (0x6)
#define ADC12_A_MEMORY_7                                                  (0x7)
#define ADC12_A_MEMORY_8                                                  (0x8)
#define ADC12_A_MEMORY_9                                                  (0x9)
#define ADC12_A_MEMORY_10                                                 (0xA)
#define ADC12_A_MEMORY_11                                                 (0xB)
#define ADC12_A_MEMORY_12                                                 (0xC)
#define ADC12_A_MEMORY_13                                                 (0xD)
#define ADC12_A_MEMORY_14                                                 (0xE)
#define ADC12_A_MEMORY_15                                                 (0xF)

conversionSequenceModeSelect

这个是选择ADC开启的模式。有四种模式,如下。

说白了就是一个多通道和单通道,多通道可以多个通道一起进行ADC电压信号采集,比如P6.0和P6.1同时进行ADC电压采集,而单通道只有一个引脚进行ADC电压信号采集。

然后单次采样和多次采样的区别是,如果我们选择的单次采样,那么每次进行ADC采样都需要一次触发。但是如果是多次采样,那么我们只需要一次触发,那么他就会持续采样转换,如果此次电压转换之后的信号不马上读取,会被下一次转换之后的信号覆盖。因为我们这里选择的软件触发,我们我个人建议选择单次采样,这样我们的电压采样转换的信号就不会被覆盖,同时可以降低功耗。


#define ADC12_A_SINGLECHANNEL                               (ADC12CONSEQ_0)//单通道单次采样
#define ADC12_A_SEQOFCHANNELS                               (ADC12CONSEQ_1)//多通道单次采样
#define ADC12_A_REPEATED_SINGLECHANNEL                      (ADC12CONSEQ_2)//单通道循环采样
#define ADC12_A_REPEATED_SEQOFCHANNELS                      (ADC12CONSEQ_3)//多通道循环采样

ADC12_A_isBusy()

我们电压信号采集之后,需要给他一个时间等待将电压信号转换为数字信号(01这种)。当还在转换过程的时候,他会返回ADC12_A_BUSY。所以我们需要持续调用这个函数,等待转换结束。


ADC12_A_getResults()

获取当前ADC采样之后的值,因为我们上面选择是将转换信号存入MEMORY_0,所以这里选择ADC12_A_MEMORY_0。

return

我们最后需要返回一个值。因为我们上面选择的参考电压为AVcc和AVss。所以电压范围为0-3320mV。因为我们这个ADC是一个12位的,所以寄存器中的存储最大值是。当采集到的电压为0V时候,寄存器为0。当采集到电压为3320mV的时候,寄存器的值为4095。所以我们返回值为,至于为什么是4096,因为我们是从0开始计算。


串口配置

注意,这部分我就提醒一下。我们是需要进行浮点数据打印的,所以我们看MSP430F5529库函数学习——串口的时候,需要按照浮点数据打印这一部分配置!

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