模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC12的設(shè)計(jì)MSP430F5529 片內(nèi)溫度傳感器的方法和編程實(shí)現(xiàn)

微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六模數(shù)轉(zhuǎn)換模^(AD012)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)模轉(zhuǎn)換(ADC)的基本原理、轉(zhuǎn)換過程及性能指標(biāo)；熟練掌握片內(nèi)ADC12模塊的4種工作模式；熟練掌握片內(nèi)ADC12模塊的寄存器及其配置應(yīng)用方法；掌握應(yīng)用MSP430F5529片內(nèi)溫度傳感器的方法和編程實(shí)現(xiàn)方法；了解I2C設(shè)備的應(yīng)用方法及片外溫度傳感器的編程實(shí)現(xiàn)方法；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.?編程實(shí)現(xiàn)并分析：采用單通道單次采樣模式，選擇A0通道作為輸入通道，模擬轉(zhuǎn)換參考電壓組合選擇ADC12內(nèi)部生成電壓1.5V和AVSS，轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在ADC12MEM0緩沖寄存器中。源程序#include<msp430.h>voidmain()(volatileunsignedinti;WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關(guān)閉看門狗P6SEL|=BIT0;〃使能A0輸入通道REFCTL0&=~REFMSTR;//復(fù)位控制位以控制ADC12參考電壓控制寄存器ADC12CTL0=ADC12ON+ADC12SHT02+ADC12REFON;〃打開ADC12,設(shè)置采樣間隔，打開參考電壓產(chǎn)生器，并設(shè)置參考電壓為1.5V，//采樣保持觸發(fā)信號(hào)選擇采樣定時(shí)器//Vr+=Vref+,Vr-=Avss//采樣保持觸發(fā)信號(hào)選擇采樣定時(shí)器//Vr+=Vref+,Vr-=Avss〃延遲以使參考電壓穩(wěn)定//使能轉(zhuǎn)換〃開始轉(zhuǎn)換//設(shè)置斷點(diǎn)查看ADC12MEN0緩沖寄存器ADC12MCTL0=ADC12SREF_1;for(i=0;i<64;i++);ADC12CTL0|=ADC12ENC;while(1)(ADC12CTL0|=ADC12SC;while(!(ADC12IFG&BIT0));__no_operation();}}寫出配置ADC12模塊轉(zhuǎn)換時(shí)鐘源ADC12CLK的控制寄存器和控制位;控制寄存器：ADC12CTL1控制位：ADC12DIVx:第5~7位，時(shí)鐘分頻控制位ADC12SSELx:第3~4位，參考時(shí)鐘源選擇控制位寫出上述實(shí)驗(yàn)要求下ADC12模塊的默認(rèn)時(shí)鐘源及其頻率;默認(rèn)時(shí)鐘源是MODCLK,由內(nèi)部模塊振蕩器MODOSC產(chǎn)生，頻率約為4.8MHZ.（4）寫出配置ADC12模塊參考電壓的控制寄存器和控制位；控制寄存器：ADC12CTL0控制位：ADC12REF2_5V:第6位，內(nèi)部參考電壓的電壓值選擇控制位ADC12REFON:第5位，ADC12參考電壓開關(guān)控制位控制寄存器：ADC12MCTL0控制位：ADC12SREFx:第4~6位，參考電壓選擇控制位（5）分析上述實(shí)驗(yàn)要求下ADC12模塊配置的參考電壓與轉(zhuǎn)換量程的關(guān)系A(chǔ)DC模塊是12位，表示的數(shù)值的取值范圍是0?4095，參考電壓（基準(zhǔn)電壓）為1.5V，則分辨率為1.5V/21=0.366mV.（6）分析ADC12模塊配置的時(shí)鐘源與采樣觸發(fā)信號(hào)和轉(zhuǎn)換信號(hào)是否有關(guān)？從寄存器的控制位可以看出，采樣周期和ADC12CLK的個(gè)數(shù)有關(guān)，時(shí)鐘源和采樣觸發(fā)信號(hào)無關(guān)。時(shí)鐘和轉(zhuǎn)換時(shí)間有關(guān)，與轉(zhuǎn)換信號(hào)無關(guān)。（7）畫出ADC12模塊中的時(shí)鐘源ADC12CLK和參考電壓組合選擇的結(jié)構(gòu)框圖。

并說明原(8)設(shè)置斷點(diǎn)查看并記錄ADC12MEM0緩沖寄存器中存放的轉(zhuǎn)換結(jié)果，因。并說明原ed)NameVafueDescription.■ed)NameVafueDescription.■ADCI2IE0x0000ADC12+Ini；ADC12IV0x000。ADC12+lnleADC12MEM0OxOFFFADC12Con；iADCI2MEM1OxtKJOOADC12Con■ADC12MEM20x0000ADC12Con.：'ADC12MEM3OxOODOADC12Con..ADCI2MEM4OwMOOADC12Con■ADC12MEM50x0000ADC12Can-"^VariablesExpre&sionsRegisters=nQMemoryBrowser就嫌*區(qū)ADC12MEM0□tUVariablle&■-Expre&sionsR.egi&tefsKK扁日IENameViliEeDeicription>'?'■ADCT2IE0x0000ADC12+interruptE斜ADC12IVoxfloaoAOC124-interrupt、'EADC12MEM0MW，ADC12Canver-ilonI皿ADC12MEM10x0000ADC1I2ConversionIfADC12MEM20x0000ADC12ConversionIADU2MEM50x0000ADC12Conversion1心ADC12MEM40x0000ADC12ConversionI'.ADC12MEM5OrtOOOOADC12Canver&ion1<,"QMemoryBrowser由0▼間**▼ADCI2MEM00x720?ADC12MEM0^MemoryRendering216-BitHex-TlStyle0xM0720:SSI^eee?22ADC12_.ODC12HEME1ADCiZ_A0C12HEMltEFOTJ^i典妾芝電匡為1-wex@ee?22時(shí)做m0x000724GX&3072G機(jī)MG揮0KW0738exK?072S0xM072A你直齡日了mex?672C0XM072CeeeeADC12_MICL2NiEF-l20000ADC12_OC12HEM3eewADC12_MC12MEr.1dADC12_.0DC12NiEM5即％一AK12_A0C12HEM60x720-ADC12MEM0<MemoryR河16-BitHct-TIStyle功:日日甲7?網(wǎng)ADC12_ADC12P!ENI30^00^722ADC12_4DC12MEN1T02H-^JX12f：EFON,-5V0JC0M722瞬麗-@5100^723MC12_ADC12MEN2咬蚯泌W00@X0MJ26ADC12_ADC1^lENJSK000726W00@k00^72SADC12_ADC12T-1EN4@k00C72S?00-@K00Q72ftADC12_ADC：12T1EN5@k00^72￡l?000X00072CMC12_ADC12HEN60X00O72C南日臼2?應(yīng)用T02H-^JX12f：EFON,-5V上電后立即讀取片內(nèi)溫度傳感器的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果并記錄；將ADC12的采樣值轉(zhuǎn)換為以攝氏度數(shù)字顯示實(shí)測初始溫度值并記錄(該溫度值理論上應(yīng)接近于室溫，參考提示中溫度轉(zhuǎn)換公式)。已知在28.6°C下ADC12采樣值為746,選擇此點(diǎn)并依據(jù)圖6.1進(jìn)行溫度校準(zhǔn)；(1)源程序#include<msp430.h>longtemp;volatilelongIntDegC;voidmain(void)(WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;REFCTL0&=?REFMSTR;〃關(guān)閉看門狗//復(fù)位控制位以控制ADC12參考電壓控制寄存器WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;REFCTL0&=?REFMSTR;ADC12CTL0=ADC12ON+ADC12SHT0_8+ADC12REFON;//打開ADC12，設(shè)置采樣間隔，打開參考電壓產(chǎn)生器，并設(shè)置參考電壓為1.5VADC12CTL1=ADC12SHP;〃采樣保持觸發(fā)信號(hào)選擇采樣定時(shí)器ADC12CTL1=ADC12SHP;〃采樣保持觸發(fā)信號(hào)選擇采樣定時(shí)器ADC12MCTL0=ADC12SREF_1+ADC12INCH_10;//Vr+=Vref+,Vr-=Avss,A10通道作為輸入，采樣溫度ADC12IE=0x001;//使能ADC12IFG0中斷__delay_cycles(75);〃延時(shí)75us以使參考電壓穩(wěn)定ADC12CTL0|=ADC12ENC;〃使能轉(zhuǎn)換while(1)(ADC12CTL0|=ADC12SC;〃開始轉(zhuǎn)換__bis_SR_register(LPM4_bits+GIE);〃進(jìn)入LPM4，并使能全局中斷IntDegC=(temp-746)*0.0355+286;__no_operation();//設(shè)置斷點(diǎn)查看ADC12MEN0緩沖寄存器}}#pragmavector=ADC12_VECTOR__interruptvoidADC12ISR(void)(switch(__even_in_range(ADC12IV34))(case0:break;//Vector0無終端case2:break;//Vector2:ADC溢出中斷case4:break;//Vector4:ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間溢出中斷case6://Vector6:ADC12IFG0temp=ADC12MEM0;__bic_SR_register_on_exit(LPM4_bits);break;case8:break;case10:break;case12:break;case14:break;case16:break;case18:break;case20:break;case22:break;case24:break;case26:break;case28:break;case30:break;case32:break;case34:break;default:break;}}(2)單步運(yùn)行結(jié)果測得溫度值為33.8度，接近室溫。lU—HlLFi,一Hj|I^VariablesExpression?JWRegisters，■口I#31馨/||~3日|印1Expres&lon仲JntDegCTypelongValueAddress-：?云Cw0024MI*templong2234tec002404■Addexpression°SMemory協(xié)dwmtK.'伺▼站勾|、廿-叫匚"MEMCJ0x720-ADC12MEM0^MemoryRendering7>:16-BltHeit-TlSt^leADC12_ADC12HEH0QXEKIG722ADC12_ADCJ2HEH1€1x^9^724ADC12_?3￡K：J2HEMaADC12_ADCJ2HEH3-QjL&ae72e0印的AEK12_AD€J2NEHI4白品即同田>31300ADC12_MKJ2NEM&exEOG72AOQDOgAEHQ72CADC12_ADCJ2HEH60xBeQ72C>3印齡EAOC12_ADCJ2MEH7gxEHe72Eoia&e總結(jié)MSP430F5529芯片的ADC12模塊有幾種內(nèi)部參考源？應(yīng)該如何選擇？內(nèi)部電壓參考源有1.5V,2.5V可選，使用時(shí)將ADC12CTL0控制寄存器的ADC12REFON位置1，ADC12REF2_5V位若為0，則是1.5V參考源，若為1，則是2.5V參考源。默認(rèn)是1.5V參考源。寫出轉(zhuǎn)換內(nèi)核需要用采樣保持電路的原因，有哪些轉(zhuǎn)換方式及各自特點(diǎn)；模數(shù)轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在轉(zhuǎn)換過程中，如果送給ADC的模擬量發(fā)生變化，就不能保證采樣的精度，因此使用采樣保持電路，它可以采集模擬輸入電壓在某一時(shí)刻的瞬時(shí)值，并在模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換期間保持輸出電壓不變，以供模數(shù)轉(zhuǎn)換。ADC12CONSEQx轉(zhuǎn)換模式特點(diǎn)00單通道單次轉(zhuǎn)換一個(gè)單通道轉(zhuǎn)換一次01序列通道單次轉(zhuǎn)換一個(gè)序列多個(gè)通道轉(zhuǎn)換一次10單通道多次轉(zhuǎn)換一個(gè)單通道重復(fù)轉(zhuǎn)換11序列通道多次轉(zhuǎn)換一個(gè)序列多個(gè)通道重復(fù)轉(zhuǎn)換總結(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊是如何支持低功耗特性的？ADC12內(nèi)部參考發(fā)生器是為低功耗應(yīng)用設(shè)計(jì)的。參考發(fā)生器包括一個(gè)帶隙電壓源和一個(gè)單獨(dú)的緩存器，當(dāng)ADC12REFON=1時(shí)兩者同時(shí)啟動(dòng)，當(dāng)ADC12REFON=0時(shí)兩者都被禁用。當(dāng)ADC12REFON=1和REFBURST=1，且沒有任何轉(zhuǎn)換被激活時(shí)，則緩存器自動(dòng)禁用，并在需要時(shí)自動(dòng)重新啟動(dòng)。當(dāng)緩存器被禁用時(shí)不消耗電流，此時(shí)帶隙電壓源保持使能。內(nèi)部參考電壓緩存器還具有可選的速度和功率設(shè)置，當(dāng)最大轉(zhuǎn)換速率低于某個(gè)值時(shí)，設(shè)置ADC12SR能降低約50%的緩存器電流消耗。敘述如何采集負(fù)電壓信號(hào)？MSP430F5529的ADC模塊可以接負(fù)壓，要選擇ADC模塊的參考電壓為負(fù)。敘述如何對(duì)正弦波或三角波進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能？（1）滯回比較器接計(jì)數(shù)器搭一個(gè)遲滯比較器電路