MSP430 ADC_10bit
1.介绍
MSP430共有两个ADC，分别是10bit和12bit，本章介绍10bitADC。
ADC10_A是高性能10位数模转换器，该模块实现了一个10位带有采样控制和窗口比较器的SAR核心。
- 最大转换率大于200ksps
- 无缺码单调10bit转换器
- 采样保持时间可软件或定时器编程
- 定时器或软件控制开始转换
- 片上可选软件使用REF模块或外部参考
- 12个单独配置的外部输入
- REF温度传感器转换通道
- 可选转换时钟源
- 单通道、重复单通道、连续、重复连续转换模式
- 用于低功耗检测输入信号的窗口比较器
- 6个快速解码ADC中断向量(ADC10IFG0, ADC10TOVIFG,ADC10OVIFG, ADC10LOIFG, ADC10INIFG, ADC10HIIFG)
2.ADC10_A 操作
2.1 10-Bit ADC核心
ADC将输入模拟量转换为10bit数字量并储存在ADC10MEM0寄存器中。核心使用2个电压 (VR+ VR–)来定义最大值和最小值。当输入量等于VR+时，数字输出(NADC)最大 (03FFh)；当输入量等于VR-时，数字输出最小(0)。以下为输出计算公式：
配置寄存器ADC10CTL0, ADC10CTL1 和 ADC10CTL2控制ADC运行方式。
转换时钟
当脉冲采样模块被选择时，ADC10CLK用作转换时钟和产生采样间隔。ADC10SSELx位选择时钟来源，可用时钟有SMCLK, MCLK, ACLK,和MODCLK，配置 ADC10DIVx和ADC10PDIVx位，输入时钟可被分成1到512倍。
用户必须确保ADC10CLK选择的时钟在转换结束前可用，如果转换过程中时钟中断，转换不会完成，结果无效。
2.2 ADC10_A 输入与分路
共有 14个外部输入和2个内部输入通道可选，输入分路器是先断后开类型，这是为了减少切换通道时的噪音。输入分路器也是T型开关，这是为了减少不同通道的耦合。为了让杂散电容接地以消除串扰，没有使用的通道与ADC隔绝，并且连接到模拟地(AVSS)。
2.3 参考电压发生器
ADC10_A可以使用片上参考电压或者外部参考电压。片上参考电压有1.5V 、2.0V和2.5V，在REF模块配置。内部VCC也可作为参考电压。外部参考电压通过VEREF+和VEREF-引脚输入。
片上参考为低功耗而设计，这个参考包括一个带隙电压源和一个单独的参考缓冲器，两者都位于REF模块。每一种设备的当前消耗量分别在设备具体数据表中规定。ADC10_A还包含一个内部的参考电压缓冲器。当为VREF+选择内部引用时，该缓冲区将自动启用，但对于VEREF+也可以选择使用该缓冲区。来自REF模块的片上引用必须由软件启用。它的稳定时间为25微秒(典型)。
2.4 自动低功耗
ADC10_A为了低功耗设计，当不使用时会自动进入休眠，使用时会自动唤醒。
2.5 采样转换时间
采样输入信号(SHI)的上升沿触发ADC开始工作，ADC10ISSH能够转换SHI的极性，SAMPCON信号控制采样间隔和转换开始。当SAMPCON为1采样运行，SAMPCON由高变为低开始模数转换，在10bit模式需要12个ADC10CLK周期。窗口比较器另外还需要一个周期。ADC10SHP控制两个不同的采样方式：外部采样模式和脉冲采样模式。
外部采样模式
ADC10SHP = 0启动外部采样模式，SHI信号直接控制SAMPCON，也决定采样时间长度 tsample。当SAMPCON=1，采样运行，与ADC10CLK同步以后SAMPCON从高到低启动转换。
脉冲采样模式
ADC10SHP = 1选择脉冲采样模式，SHI触发采样计时器。ADC10SHTx位控制采样定时器间隔时间，在于AD10CLK同步之后，采样计时器保持SAMPCON为高
采样定时器注意事项： 当SAMPCON = 0，所有模拟输入为高阻。当SAMPCON = 1，在采样期间选择输入通道能够建模为低通RC滤波器。电容CI电压VC必须充电到源电压VS的1 / 2 LSB，以实现精确的10位转换。
2.6 转换结果
转换结果使用ADC10MEM0寄存器独立于转换模式访问，当转换结果写入ADC10MEM0后，ADC10IFG0置1.
2.7 ADC10_A转换模式
ADC10_A有4种转换模式，由CONSEQx位控制：
2.8 窗口比较器
窗口比较器在没有CPU指令下监控输入模拟量，下面的列表描述了可用的中断标志和断言它们时的条件：
- 如果 ADC10_A的当前转换结果低于ADC10LO配置的低阈值，ADC10LO中断标志(ADC10LOIFG)置1；
- 如果 ADC10_A的当前转换结果高于ADC10HI配置的高阈值，ADC10HI 中断标志 (ADC10HIIFG)置1；
- 如果 ADC10_A的当前转换结果在二则之间，ADC10IN中断标志(ADC10INIFG)置1；
这些中断的产生与转换模式无关，窗口比较器中断标志的更新与ADC10IFG0并行发生。中断标志位必须由用户在软件中复位，ADC10_A每次只能更新一个标志位。当使用窗口比较器标志位，须确保使用软件重置。
2.9 内部温度传感器
ADC10INCHx = 1010使用内部温度传感器通道。温度传感器位于REF模块，被REF模块的寄存器配置。
使用温度传感器保证采样时间不少于30微秒，温度传感器的偏移误差可能很大，可能需要应用程序进行校准
2.10 接地和噪声注意事项
与任何高分辨率ADC一样，必须遵循适当的印刷电路板布局和接地技术，以消除接地回路、有害的寄生效应和噪声。当ADC的返回电流流过与其他模拟或数字电路相同的路径时，就形成了地回路。如果不注意，这个电流会产生小的、不需要的偏置电压，它可以增加或减少ADC的参考电压或输入电压。如图所示的连接避免此情况发生。
2.11 ADC10_A 中断
ADC10_A有6个中断源
- ADC10IFG0 : 转换准备
- ADC10OVIFG : ADC10MEM0 溢出
- ADC10TOVIFG : ADC10_A 转换时间溢出
- ADC10LOIFG, ADC10INIFG, ADC10HIIFG :窗口比较器中断标志
当ADC10MEM0寄存器被装载转换结果后ADC10IFG0置1。如果ADC10IE0和GIE为1，生成一个中断请求。当在读取前一个转换结果之前将转换结果写入ADC10MEM0时，就会发生ADC10OV条件。ADC10TOV条件是在当前转换完成之前请求另一个采样和转换时产生的。每次转ADC10IE0位复位后触发DMA。
ADC10IV中断向量生成器
所有的ADC10_A中断源被排列优先级并组合成一个单独的中断向量。中断矢量寄存器ADC10IV被用来确定哪一个使能了ADC10_A中断源请求一个中断。启用的最高优先级的ADC10_A中断在ADC10IV寄存器中产生一个数字(见寄存器描述)。这个数字可以评估或添加到程序计数器(PC)自动进入适当的软件程序。禁用ADC10_A中断不会影响ADC10IV的值。ADC10IV寄存器的读访问自动重置最高挂起的中断条件和标志。只有ADC10IFG0没有被这个ADC10IV读访问重置。ADC10IFG0通过读取ADC10MEM0寄存器自动复位，或者通过软件复位。ADC10IV寄存器的写访问清除所有挂起的中断条件和标志。
如果在处理一个中断后，另一个中断被挂起，另一个中断被生成。例如，当中断服务程序访问ADC10IV寄存器时，如果ADC10OV, ADC10HIIFG和ADC10IFG0中断被挂起，最高优先级的中断(ADC10OV中断条件)被自动重置。中断服务程序的RETI指令执行后，ADC10HIIFG生成另一个中断。
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