原创 MSP430F2616开发笔记（八）使用12-bit ADC

ADC，analog-to-digital conversions，模数转换器，需要使用它的场合非常多，但是能让它发挥完美性能的电路设计却不多。电源本身自带的噪声、PCB板布线引入的干扰、信号放大电路糟糕的设计……太多的因素会影响ADC的表现。几乎所有的主流单片机都集成了ADC模块，ATmega16是10位，而MSP430F2616和STM32F103RBT6是12位，同样，它的使用也有很多需要注意的地方。

最简单的ADC使用方法是，单次转换一个通道，不产生中断，即Single-channel, single-conversion （CONSEQ=0）。这里时钟源设置为8MHz的MCLK，相应的采集周期和时钟分频可以拉长一些，使用内部的2.5V参考源，所以外部的正负参考引脚eREF+/REF-可以不接或者接地。
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void wait_xt2clock(void)
{
    BCSCTL1 &= ~XT2OFF;
    BCSCTL3 |= XT2S_2;
    do {
        IFG1 &= ~OFIFG;
        Delay100Us_DcoDef(1);
    } while (IFG1 & OFIFG);
    BCSCTL2 |= SELM_2;
}

int main (void)
{
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
    wait_xt2clock();

    UART0_Init();     

    // 设置IO的外设功能以及方向
    P6DIR &= ~0x01;
    P6SEL |= 0x01;

    // 打开12位的ADC
    // 为ADC12MEM0～ADC12MEM7选择32 ADC12CLK cycles，
    // 为ADC12MEM8～ADC12MEM15选择32 ADC12CLK cycles，
    // 打开内部参考源，并且选择2.5V
    ADC12CTL0 = ADC12ON + SHT0_3 + SHT1_3 + REFON + REF2_5V;

    // SAMPCON signal is sourced from the sampling timer.
    // 使用MCLK时钟源
    // 使用Single-channel, single-conversion模式
    // ADC时钟2分频
    ADC12CTL1 = SHP + ADC12SSEL_2 + CONSEQ_0 + ADC12DIV1;

    // 第一个转换通道，选择VR+ = VREF+ and VR- = AVSS，以及P6.0的输入
    ADC12MCTL0 = SREF_1 | INCH_0;

    // 等待17ms以上直到内部参考源REF稳定
    DelayMs_xt2_8MHz(18);
    ADC12CTL0 |= ENC;            

    while (1) {
        ADC12CTL0 |= ADC12SC;
        while (!(ADC12IFG & BIT0));
        UART0_printf("ADC result = 0x%4x.\r\n", ADC12MEM0);
    }
    return 0;
}
/************************************************/
不加中断的单次转换，最容易实现，唯一比较坑爹的是，在msp430-lib提供的msp430f2616.h头文件里面，关于ADC的寄存器宏定义含义不是那么明确，比如INCH0和INCH_0、ADC12SSEL0和ADC12SSEL_0等等，这些宏定义的含义差别很大，一个不小心就会填错。不加中断的单次转换其实非常容易实现，如果调试了半天结果都不对，就检查一下这里。

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当CONSEQ=1时，即Sequence-of-channels，如果需要采集的ADC通道有很多，用它就很合适。等待序列中的通道转换完毕（即EOS标记的通道转换完成），再操作结果。

/************************************************/
void wait_xt2clock(void)
{
    BCSCTL1 &= ~XT2OFF;
    BCSCTL3 |= XT2S_2;
    do {
        IFG1 &= ~OFIFG;
        Delay100Us_DcoDef(1);
    } while (IFG1 & OFIFG);
    BCSCTL2 |= SELM_2;
}

int main (void)
{
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
    wait_xt2clock();

    UART0_Init();

    // 设置IO的外设功能以及方向
    P6DIR &= ~0x07;
    P6SEL |= 0x07;

    // 打开12位的ADC
    // 为ADC12MEM0～ADC12MEM7选择16 ADC12CLK cycles，
    // 为ADC12MEM8～ADC12MEM15选择16 ADC12CLK cycles，
    // 打开内部参考源，并且选择2.5V
    // 选择Multiple sample and conversion
    ADC12CTL0 = ADC12ON + SHT0_2 + SHT1_2 + REFON + REF2_5V + MSC;

    // SAMPCON signal is sourced from the sampling timer.
    // 使用MCLK时钟源
    // 使用Sequence-of-channels模式
    // ADC时钟2分频
    ADC12CTL1 = SHP + ADC12SSEL_2 + CONSEQ_1 + ADC12DIV1;

    // 设置各个通道的参考源和输入IO，以及结束通道标志
    ADC12MCTL0 = SREF_1 + INCH_0;
    ADC12MCTL1 = SREF_1 + INCH_1;
    ADC12MCTL2 = SREF_1 + INCH_2 + EOS;
    
    // 等待17ms以上直到内部参考源REF稳定
    DelayMs_xt2_8MHz(18);
    ADC12CTL0 |= ENC;            

    while (1) {
        ADC12CTL0 |= ADC12SC;
        while (!(ADC12IFG & BIT2));
        UART0_printf("ADC result = 0x%4x 0x%4x 0x%4x.\r\n",
            ADC12MEM0, ADC12MEM1, ADC12MEM2);
    }
    return 0;
}

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ADC12MCTLx控制Sequence-of-channels转换，在Sequence中可以以任何次序转换任意数量的通道，比如5、1、0，直到被设置为EOS的通道转换完成则整个序列完成。等待ADC12IFGx置位就可以读取ADC的结果，对ADC12MEMx的访问会使ADC12IFGx自动清零。