《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用》項(xiàng)目7萬用表電壓檢測

萬用表電壓檢測InternetofThings項(xiàng)目場景說明ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換簡介CC2530與ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景電壓表測電壓，電壓表將表筆觸及待測元件的兩端獲得壓差，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量，在通過程序中的電壓與數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可知的電壓值，然后將電壓值顯示在電子屏上。任務(wù)目標(biāo)使用CC2530單片機(jī)模擬電壓表測電壓，通過編寫程序使用CC2530單片機(jī)的ADC外設(shè)實(shí)現(xiàn)對CC2530單片機(jī)底板的電源電壓檢測，通過使用IARfor8051開發(fā)環(huán)境的調(diào)試窗口查看ADC的電壓轉(zhuǎn)換值，并將電壓采集值轉(zhuǎn)換為電壓物理量。ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換概念A(yù)DC是Analog-to-DigitalConverter的縮寫，指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模數(shù)轉(zhuǎn)換器

。是指將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號的器件。3Bit電壓轉(zhuǎn)換原理（右圖）ADC信號采樣率模擬信號在時域上是連續(xù)的，因此可以將它轉(zhuǎn)換為時間上連續(xù)的一系列數(shù)字信號。這樣就要求定義一個參數(shù)來表示新的數(shù)字信號采樣自模擬信號速率。這個速率稱為轉(zhuǎn)換器的采樣率（samplingrate）或采樣頻率（samplingfrequency）。ADC分辨率ADC的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個最小量時模擬信號的變化量。常用二進(jìn)制的位數(shù)表示；例如8位的AD，可以描述255個刻度的精度（2的8次方），在它測量一個5V左右的電壓時，它的分辨率是5V除以255，大約改變一個的刻度其改變的最小單位必須是0.02V。ADC量化誤差概念A(yù)DC把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，用數(shù)字量近似值標(biāo)志模擬量，這個過程稱之為量化。量化誤差是ADC的有限位數(shù)對模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。實(shí)際上要準(zhǔn)確表示模擬量，ADC的位數(shù)需要很大甚至無窮大。一個分辨率有限的ADC的階梯轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉(zhuǎn)化特性曲線（直線）之間的最大偏差既是量化誤差。CC2530的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換CC2530的ADC支持多達(dá)14位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，具有多達(dá)12位的ENOB（有效數(shù)字位）。它包括一個模擬多路轉(zhuǎn)換器，具有多達(dá)8個各自可配置的通道；以及一個參考電壓發(fā)生器。轉(zhuǎn)換結(jié)果通過DMA寫入存儲器。還具有若干運(yùn)行模式。CC2530的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換功能框圖:ADC模塊特征可選取的抽取率，設(shè)置分辨率（7~12位）。8個獨(dú)立的輸入通道，可接收單端或差分信號。參考電壓可選為內(nèi)部單端、外部單端、外部差分或AVDD5。單通道轉(zhuǎn)換結(jié)束可產(chǎn)生中斷請求。序列轉(zhuǎn)換結(jié)束可發(fā)出DMA觸發(fā)?？蓪⑵瑑?nèi)溫度傳感器作為輸入。電池電壓測量功能。ADC模塊的信號輸入

端口0引腳可以配置為ADC輸入端，依次為AIN0~AIN7：可以把輸入配置為單端輸入或差分輸入。差分輸入對：AIN0~AIN1、AIN2~AIN3、AIN4~AIN5、AIN6~AIN7。片上溫度傳感器的輸出也可以作為ADC的輸入用于測量芯片的溫度?？梢詫⒁粋€對應(yīng)AVDD5/3的電壓作為ADC輸入，實(shí)現(xiàn)電池電壓監(jiān)測。負(fù)電壓和大于VDD的電壓都不能用于這些引腳。單端電壓輸入AIN0~AIN7，以通道號碼0~7表示；四個差分輸入對則以通道號碼8~11表示；溫度傳感器的通道號碼為14；AVDD5/3電壓輸入的通道號碼為15。序列ADC轉(zhuǎn)換：可以按序列進(jìn)行多通道的ADC轉(zhuǎn)換，并把結(jié)果通過DMA傳送到存儲器，而不需要CPU任何參與。單通道ADC轉(zhuǎn)換：在程序設(shè)計中，通過寫ADCCON3寄存器觸發(fā)單通道ADC轉(zhuǎn)換，一旦寄存器被寫入，轉(zhuǎn)換立即開始。參考電壓：內(nèi)部生成的電壓、AVDD5引腳、適用于AIN7輸入引腳的外部電壓，或者適用于AIN6~AIN7輸入引腳的差分電壓。轉(zhuǎn)換結(jié)果：數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果以2的補(bǔ)碼形式表示。對于單端，結(jié)果總是正的。對于差分配置，兩個引腳之間的差分被轉(zhuǎn)換，可以是負(fù)數(shù)。當(dāng)ADCCON1.EOC設(shè)置為1時，數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果可以獲得，且結(jié)果總是駐留在ADCH和ADCL寄存器組合的MSB段中。中斷請求：通過寫ADCCON3觸發(fā)一個單通道轉(zhuǎn)換完成時，將產(chǎn)生一個中斷，而完成一個序列轉(zhuǎn)換時，是不產(chǎn)生中斷的。當(dāng)每完成一個序列轉(zhuǎn)換，ADC將產(chǎn)生一個DMA觸發(fā)。ADC相關(guān)的幾個概念CC2530的ADC寄存器介紹CC2530中與ADC相關(guān)的寄存器有6個，這6個寄存器分別是：ADCH（ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果高位存放寄存器）ADCL（ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果低位存放寄存器）ADCCON1（ADC通用控制寄存器1）ADCCON2（ADC通用控制寄存器2）ADCCON3（ADC通用控制寄存器3）APCFG（ADC通道配置寄存器）項(xiàng)目分析項(xiàng)目中CC2530采集的電壓為電池電壓，由于電池標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V遠(yuǎn)高于CC2530單片機(jī)的3.3V工作電壓，因此電池電壓需要通過相應(yīng)的硬件電路進(jìn)行處理，將電池電壓等比例縮小到CC2530單片機(jī)可接受的工作電壓。電路圖分析：只要電壓在合理范圍內(nèi)，通過P0_4引腳電壓接入CC2530芯片，便可得到ADC獲得電壓數(shù)字量。程序流程圖程序設(shè)計思路是首先初始化系統(tǒng)時鐘。初始化完成后進(jìn)入主循環(huán)，主循環(huán)中先進(jìn)行ADC的配置，配置完成后啟動ADC轉(zhuǎn)化，等待ADC轉(zhuǎn)化結(jié)束后，將取得的最終轉(zhuǎn)化結(jié)果存入value中。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)CC2530單片機(jī)的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換配置程序如下:intadc_test(void){unsignedintvalue;APCFG|=0x10;//模擬I/O使能

P0SEL|=0x10;//端口0_4功能選擇外設(shè)功能P0DIR&=~0x10;//設(shè)置輸入模式ADCCON3=0xB4;//選擇AVDD5為參考電壓；12分辨率；P0_4ADCADCCON1|=0x30;//選擇ADC的啟動模式為手動ADCCON1|=0x40;//啟動AD轉(zhuǎn)化

while(!(ADCCON1&0x80));//等待ADC轉(zhuǎn)化結(jié)束