ADC转换原理及触发方式

前言

DSP28335的ADC模块使用介绍：

• 12位ADC
• 2个采样保持器
• 同步采样或顺序采样，使用顺序采样
• 输入范围0-3V
• 时钟配置为最高25MHz
• 级联模式或双排序模式，采用级联模式，8状态排序器SEQ1和SEQ2构成16状态的SEQ
• 选择EPWMxSOCA作为触发源启动ADC转换，采样频率为10K

主要内容：

1、ADC原理+DSP的ADC原理

2、具体程序

1、ADC转换原理

ADC就是模数转换器，将模拟量转换为数字量，通常就是对电流、电压等进行采样，然后进行转换，得到数字量，再在软件中进行编程换算得到实际的值。

A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。28335的ADC模块如Figure1-1所示。采样数据通过通过传输至Analog MUX，然后送到EPWM SOCA处理，然后送至12位ADC转换器模组进行转换，输出到结果寄存器。

转换公式如下：

RealValue= SampleValue * 3.0f / 4096.0f

2、触发方式

三种触发方式可以开始ADC转换，具体如下：

1. S/W软件立即启动
2. EPWM SOCA、SOCB转换启动
3. XINT2 ADC转换开始

采用EPWM SOCA启动方式

3、如何触发ADC？

1、使用EPWM的SOCA触发；

AdcRegs.ADCTRL2.bit.EPWM_SOCA_SEQ1 = 1;// Enable SOCA from ePWM to start SEQ1 
AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1;  // Enable SEQ1 interrupt (every EOS)

2、使能EPWMxSOCA信号的产生，以何种方式何时产生；

EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCAEN = 1;        // Enable SOC on A group
EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCASEL = 4;       // Select SOC from from CPMA on upcount CTR = CMPA且为向上计数是产生触发事件
EPwm1Regs.ETPS.bit.SOCAPRD = 1;        // Generate pulse on 1st event  在第一个事件时产生SOCA信号
EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 0x0080;    // Set compare A value

3、EPWM为up-down模式，触发频率为10K，时钟为150MHz；

EPwm1Regs.TBPRD = 0x1D4C;              // Set period for ePWM1  7500  10K
EPwm1Regs.TBCTR = 0x0000U;        // 
EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 2;      // up-down模式
EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = 0x00;  //   使用系统时钟
EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = 0x00;

4、ADC初始化配置程序如下：

#include "DSP2833x_Device.h"     // DSP2833x Headerfile Include File
#include "DSP2833x_Examples.h"   // DSP2833x Examples Include File
#include "DSP2833x_Adc.h"


#define ADC_usDELAY 5000L


Uint16 Sample_I = 0U;
float Real_I = 0.0f;
float Base_Current = 3.0f / 4096.0f;


void init_28335ADC_CLK(void)
{
  EALLOW;
  #define ADC_MODCLK 0x03
  SysCtrlRegs.HISPCP.all = ADC_MODCLK;
  EDIS;
}
// ADC初始化
void init_adc_config(void)
{
  extern void DSP28x_usDelay(Uint32 Count);


  EALLOW;
  SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ADCENCLK = 1;
  ADC_cal();
  EDIS;
  AdcRegs.ADCTRL3.all = 0x00E0;  // Power up bandgap/reference/ADC circuits
  DELAY_US(ADC_usDELAY);         // Delay before converting ADC channels


  // Configure ADC
   AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0x000F;       // Setup 1 conv's on SEQ1  16个通道
   AdcRegs.ADCTRL1.bit.ACQ_PS = 0x1;


   AdcRegs.ADCTRL3.bit.SMODE_SEL = 0;  // 顺序采样
   AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS = 0;      // 对外设时钟HSPCLK不分频
   AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCCLKPS = 0x0;  // ADC内核时钟不分频 ADCCLK = HSPCLK / (CPS + 1) = 25MHz
   AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC = 1;  // 级联排序模式
   AdcRegs.ADCTRL1.bit.CONT_RUN = 1;  // 连续模式
   AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_OVRD = 1;  // 排序覆盖


  // 转换顺序
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0x00U; // Setup ADCINA0 as 1st SEQ1 conv.
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x01U;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV02 = 0x02U;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV03 = 0x03U;


   AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV04 = 0x04U;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV05 = 0x05U;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV06 = 0x06U;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV07 = 0x07U;


   AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV08 = 0x08U;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV09 = 0x09U;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV10 = 0x0AU;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV11 = 0x0BU;


   AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV12 = 0x0CU;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV13 = 0x0DU;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV14 = 0x0EU;
   AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV15 = 0x0FU;


   AdcRegs.ADCTRL2.bit.EPWM_SOCA_SEQ1 = 1;// Enable SOCA from ePWM to start SEQ1
   AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1;  // Enable SEQ1 interrupt (every EOS)


   // Assumes ePWM1 clock is already enabled in InitSysCtrl();
   EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCAEN = 1;        // Enable SOC on A group
   EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCASEL = 4;       // Select SOC from from CPMA on upcount CTR = CMPA且为向上计数是产生触发事件
   EPwm1Regs.ETPS.bit.SOCAPRD = 1;        // Generate pulse on 1st event  在第一个事件时产生SOCA信号
   EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 0x0080;    // Set compare A value


   // 设置EPWM触发源
   EPwm1Regs.TBPRD = 0x1D4C;              // Set period for ePWM1  7500  10K
   EPwm1Regs.TBCTR = 0x0000U;        // 
   EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 2;      // up-down模式
   EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = 0x00;  //   使用系统时钟
   EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = 0x00;
}
// 转换计算
interrupt void adc_isr(void)
{
  Sample_I = AdcRegs.ADCRESULT0 >>4;    // 采样数据
  Real_I = (float)Sample_I * Base_Current;// 实际电流
}

注意

1、ADC通道、结果寄存器对应关系：

AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0x02U; // Setup ADCINA0 as 1st SEQ1 conv.
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x03U;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV02 = 0x00U;
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV03 = 0x01U;


ADCINA2 -> AdcRegs.ADCRESULT0;
ADCINA3 -> AdcRegs.ADCRESULT1;
ADCINA0 -> AdcRegs.ADCRESULT2;
ADCINA1 -> AdcRegs.ADCRESULT3;

由上面的代码可知，你的通道对应哪个CONVxx，则结果就存在哪个结果寄存器AdcRegs.ADCRESULTxx：

CONV00------------------AdcRegs.ADCRESULT0

CONV01------------------AdcRegs.ADCRESULT1

…

CONV15------------------AdcRegs.ADCRESULT15

这个对应关系是固定不变的，而A/D输入通道，可以根据自己选择排序控制寄存器的哪四位即CONVxx输入，然后进行转换。

2、为什么结果寄存器的值由进行右移4位

结果寄存器是16位的，而28335的ADC模块是12位的，一般使用的是映射在外设帧2，左对齐方式，，故前4位是保留的，所以需要右移4位才能得到实际值。

ADC结果寄存器是双映射。外设帧2(0x7108-0x7117)中的位置为2等待状态，且为左对齐。外设帧0空间（0x0B00-0x0B0F）的位置对CPU访问是1等待状态和对于DMA访问是0等待状态，右对齐。在ADC的高速/连续转换使用期间，使用0等待状态位置进行ADC结果到用户内存的快速转换。

DSP2833x_Headers_nonBIOS.cmd中

ADC_MIRROR : origin = 0x000B00, length = 0x000010 /* ADC Results register mirror */

ADC : origin = 0x007100, length = 0x000020 /* ADC registers */