原创 C8051F学习笔记：ADC

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C8051F单片机的显著特点除了峰值运算速度能达到100MIPS(并不是全系列)，还有一个就是片内集成了高精度的ADC和DAC。如C8051F320集成了一个17通道的10位ADC，转换速率能达到100ksps。C8051F120集成了两个ADC，一个8通道的12位ADC1，100ksps；一个8通道的8位ADC2，500ksps。还集成了一个2通道的12位DAC。功能不可谓不强大。Silicon Labs公司也是做模拟产品的，因此即使是集成在芯片的DAC和ADC精确度也是很高的，完全可以代替专门的DAC/ADC。这也是C8051F比AVR有优势的地方。(话说AVR片内的AD很烂)。

下面以C8051F320为例讲解一下ADC的设置

1)     ADC工作方式选择

ADC分两种工作方式：单端方式和差分方式。

正输入：P1.0~P3.0、片内温度传感器输出、正电源(VDD)

负输出：P1.0~P3.0、VREF和GND

当GND被选择为负输入时，ADC0工作在单端方式；

负输入选择其他管脚时，ADC0工作在差分方式；

被选择为ADC0）输入的引脚应被配置为模拟输入，并且被数字交叉开关跳过。

2)     数据对齐方式

每次转换结束后，寄存器ADC0H和ADC0L保存ADC转换结果，村春方式有左对齐或右对齐。由AD0LJST(ADC0CF.2)的设置决定。

单端方式(转换码为10位无符号整数)

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差分方式(转换码为10位有符号整数—2的补码，第10位为符号位，1为负，0为正)

对于右对齐数据，ADC0H寄存器中未用的高位填充数据字扩展位。对于左对齐数据，ADC0L寄存器中未用的低位被清0。

3)     设置ADC0转换启动方式

一共有6种A/D转换启动方式，由ADC0CM2-0(ADC0CN)决定

1．写‘1’到 ADC0CN的 AD0BUSY 位； (AD0BUSY被置1启动转换，转换结束后复位0，AD0BUSY位的下降沿触发中断（中断被允许）并置位ADC0CN的中断标志AD0INT，通过查询中断标志可以判断ADC转换是否完成)

2．定时器 0 溢出（即定时的连续转换） ；

3．定时器 2 溢出；

4．定时器 1 溢出；

5．CNVSTR 输入信号(P0.6)的上升沿；(P0.6应被数字交叉开关跳过)

6．定时器 3 溢出。

4)     设置ADC0的跟踪方式

有两种跟踪保持方式，有AD0TM(ADC0CN.6)

1.      连续跟踪方式。ADC0输入被连续跟踪(转换期间除外)。(AD0TM=1)

2.      低功耗跟踪保持方式。每次转换前有3个SAR时钟的跟踪时间(跟踪发生在转换启动信号有效之后)。

要注意的是这两种方式的跟踪事件要满足ADC0的最小跟踪时间要求(C8051F320要求最小跟踪/保持捕获时间>300ns)。

也就是说在使用外部触发源时CNVSTR的低电平保持时间>300ns。而在低功耗跟踪方式，每次转换需要用三个SAR时钟跟踪，对于大多数应用，三个SAR时钟可以满足最小跟踪事件要求。

这个最小跟踪时间由AMUX0的电阻、ADC0采样电容、外部信号源阻抗及所要求的转换精度决定，具体计算可以参考手册和应用文档。

计算开关电容ADC的建立时间(an019) https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2010/4/16/30b11842-26f6-4717-863c-32e9e7147967.rar

5)     设置SAR转换频率

        AD0SC4-0(ADC0CF.7-3)作为ADC0 SAR转换时钟周期控制位，保存设置值，这个值由下面公式得到：

          SAR转换时钟并不能取到系统时钟值，它有一个最大值，这个最大值由ADC0的电气特性表给出。对于C8051F320来说，CLK_SAR<3MHz，在实际设置中也不能取得过小。

6)     设置电压基准

     能设置成三种电压基准

1.      VDD(3.3v)

2.      内电压基准输出(2.44V)

3.      外电压记住输入

具体配置如下：

程序下载：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2010/4/16/bdc334c8-ce41-4bd5-8ec4-a7e297c5dcd5.rar

程序说明：系统时钟(SYSCLK)为24MHz，波特率为19200bps，上电复位后PC机串口调试助手显示: blog.ednchina.com/tengjingshu

    电压基准设置为VDD；

    在串口调试助手输入'v'，测量P1.0的模拟输入电压(P1.0接电位器，电位器另两脚一脚接VCC，一脚接GND)，在串口调试助手输出电压mv值；

       在串口调试助手输入'q',P2.3脚的LED灯亮；

       P0.4—— MCU TXD; P0.5——MCU RXD;P0.0——SYSCLK;P2.3——LED0;P1.0——Analog电压输入(<3.3v)

因为我做实验时数字地和模拟地是没有分开的，噪声很大

造成输出的电压值一直有起伏

    用万用表测量为1.081v