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1、A/D转换部分转换部分1ADC12的目录的目录2在MSP430单片机家族中， 很多系列的单片机中都有12通道12位的ADC（简称简称A D C 1 2 模块模块）。如M S P 4 3 0 F 1 3 X 、M S P 4 3 0 F 1 4 X 、M S P 4 3 0 F 1 5 X 、M S P 4 3 0 F 1 6 X 、M S P 4 3 0 F 4 3 X 、MSP430F44X 等系列。较其它带A/D转换的单片机，MSP 430 的ADC 精度高，设计灵活巧妙，给数据采集系统的设计带来了全新的思路。A D C简要综述( 1/1 )3ADC模块的模块的常用性能指标常用性能指标(1
2、 /2 )分辨率分辨率：表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量，它定义为转换器的满刻度电压与2n的比值，其中n为ADC的位数。如：一个12位的ADC模块的分辨率为满电压刻度的1/4096 。量化误差量化误差：是由于有限数字对模拟数值进行离散取值（量化）而引起的误差。其理论值为一个单位分辨率，即1/2LSB 。4ADC模块的模块的常用性能指标常用性能指标(2 / 2)转换精度转换精度：其反映的是ADC模块在量化上与理想的ADC模块进行AD转换的差值。转换时间转换时间：指ADC模块完成一次AD转换所需的时间 ，转换时间越短越能适应输入信号的变化。此外还应考虑此外还应考虑所使用的电压
3、范围电压范围、工作工作温度温度、接口特性接口特性以及以及输出形式输出形式等性能。5ADC12 的结构的结构6ADC12 的功能模块（的功能模块（ 1/ 11）1.参考电压发生器：参考电压发生器：AD都需要一个基准信号，通常为电压基准。ADC12内置参考电源，而且参考电压有6种可编程选 择，分别为VR+与VR-的组合。其中VR+（有（有3种）种）：A VCC (模拟电源正端模拟电源正端) V REF+ (A/D转换器内部参考电源的输出正端转换器内部参考电源的输出正端) V eREF+ (外部参考电源的正输入端外部参考电源的正输入端) V R-（有（有2种）种）：A VSS (模拟电源负端模拟电源
4、负端) V REF- 或或 V eREF- （A/D转换器内部或者外转换器内部或者外部参考电源负端）部参考电源负端）7ADC12 的功能模块（的功能模块（ 2/ 11） 参考电压发生器参考电压发生器参考电压发生器参考电压发生器VR+（有3种）：A VCC、V REF+ 、V eREF+V R-（有2种）:A VSS 、V REF- 或 V eREF- 8ADC12 的功能模块（的功能模块（ 3/ 11）2.模拟多路器：模拟多路器：3. 对多个模拟信号进行采样并转换时，由于A/DA/D只有一个只有一个只有一个只有一个转换内核转换内核转换内核转换内核，每次只能选通一个信号进行采样并转换。4. AD
5、C12配置有8路外部通道路外部通道和4路内部通道路内部通道： 8路外部通道：路外部通道： A0A7 实现外部实现外部8路模拟信号的输入路模拟信号的输入 4路内部通道：路内部通道： V eREF+ V REF- 或或 V eREF- （AVCC-AVSS）/ 2片内温度传感器的输出片内温度传感器的输出4个作为待转换模拟输入信号9ADC12 的功能模块（的功能模块（ 4/ 11）外部外部8路路10ADC12 的功能模块（的功能模块（ 5/ 11）3. 具有具有采样和保持采样和保持功能的的功能的的12位转换器内核位转换器内核 : ADC12是一个12位的模数转换器，并能够将数据保存在转换存储器中。
6、该内核两个可编程的参考电压（VR+和VR-）定义转换的最大值和最小值。当输入模拟电压等于或高于VR+时，ADC 12输出满量程值 0FFF H，当输入电压等于或小于VR-时，ADC12输出0 。输入模拟电压的最终结果满足公式：11ADC12 的功能模块（的功能模块（ 6/ 11）12ADC12 的功能模块（的功能模块（ 7/ 11）4.4.采样及转换采样及转换采样及转换采样及转换所需的所需的所需的所需的时序控制时序控制时序控制时序控制采样和转换所需要的各种时钟信号：采样和转换所需要的各种时钟信号：采样和转换所需要的各种时钟信号：采样和转换所需要的各种时钟信号：ADC12CLKADC12CLK转
7、换时钟、转换时钟、 SAMPCONSAMPCON采样及转换信采样及转换信号、号、SHTSHT控制的采样周期控制的采样周期控制的采样周期控制的采样周期 、 SHSSHS控制的采样触发来源选择控制的采样触发来源选择控制的采样触发来源选择控制的采样触发来源选择 、ADC12SSELADC12SSEL选择的内核时钟源选择的内核时钟源选择的内核时钟源选择的内核时钟源 及及及及 ADC12DIVADC12DIV选择的分选择的分选择的分选择的分频系数频系数频系数频系数 具体如何控制，将在寄存器部分说明！具体如何控制，将在寄存器部分说明！ 只有在这些时序控制电路的指挥下，只有在这些时序控制电路的指挥下，ADC
8、12各部件才各部件才能协调工作！能协调工作！13ADC12 的功能模块（的功能模块（ 8/ 11）ADC12CLKADC12CLK转换时钟转换时钟SAMPCONSAMPCON采样及转换信号采样及转换信号SHTSHT控制的控制的控制的控制的采样周期采样周期采样周期采样周期SHSSHS控制的控制的控制的控制的采样触发来源选采样触发来源选采样触发来源选采样触发来源选择择择择ADC12SSELADC12SSEL选选选选择的内核时钟源择的内核时钟源择的内核时钟源择的内核时钟源ADC12DIVADC12DIV选择的分频系数选择的分频系数选择的分频系数选择的分频系数14ADC12 的功能模块（的功能模块（
9、9/ 11）5. 转存转存结果缓存结果缓存ADC12共有12个转换通道，设置了16个转换存储器，用于暂存转换结果，合理设置后，ADC12硬件会自动将转换结果存放到自动将转换结果存放到相应的相应的ADC12MEM寄存器寄存器中。每个转换器ADC12MEMx都有自己对应的控制寄存器ADC12CTLx。控制寄存器控制各个转换寄存器必须选择基本的转换条件。15ADC12 的功能模块（的功能模块（ 10/11 ）16ADC12 的功能模块（的功能模块（ 11/11 ）ADC12主要特点主要特点1.12位转换精度，位转换精度，1位非线性微分误差，位非线性微分误差，1位非线性积分误差位非线性积分误差 2.2
10、.有多种时钟源提供给有多种时钟源提供给ADC12模块，而且模块本身内置时钟发模块，而且模块本身内置时钟发生器生器 3.3.内置温度传感器内置温度传感器 4.Timer_A/Timer_B硬件触发器硬件触发器 5.5.配置有配置有8路外部通道与路外部通道与4路内部通道路内部通道 6.6.内置参考电源，并且参考电压有内置参考电源，并且参考电压有6种组合种组合 7.7.模数转换有模数转换有4种模式种模式 8.16字转换缓存字转换缓存 9.ADC12可关断内核支持超低功耗应用可关断内核支持超低功耗应用 10.10.采样速度快，最高可达采样速度快，最高可达200ksps 11.11.自动扫描自动扫描 1
11、2.DMA使能使能 17ADC12的相关寄存器（1 / 15） 相关寄存器总述相关寄存器总述 寄存器类型寄存器缩写寄存器的含义转换控制寄存器ADC12CTL0转换控制寄存器0ADC12CTL1转换控制寄存器1中 断控制寄存器ADC12IFG中断标志寄存器ADC12IE中断使能寄存器ADC12IV中断向量寄存器存 储及其控制寄存器ADC12MCTL0 ADC12MCTL15存储控制寄存器015ADC12MEM0 ADC12MEM15存储寄存器01518ADC12的相关寄存器（2 / 15） 1.转换控制寄存器转换控制寄存器ADC12CTL0转换控制寄存器019ADC12的相关寄存器（ 3/ 15
12、） 20ADC12的相关寄存器（4 / 15） 21ADC12的相关寄存器（5 / 15） 22ADC12的相关寄存器（6 / 15） 23ADC12的相关寄存器（7 / 15） 24ADC12的相关寄存器（ 8/ 15） ADC12CTL1 转换控制寄存器125ADC12的相关寄存器（ 9/ 15） 26ADC12的相关寄存器（ 10/ 15） 27ADC12的相关寄存器（ 11/ 15） 28ADC12的相关寄存器（ 12/ 15） 2.中断控制寄存器中断控制寄存器ADC12IFG 、ADC12IE 、ADC12IVADC12IFG中断标志寄存器29ADC12的相关寄存器（ 13/ 15）
13、 ADC12IE 中断使能寄存器中断使能寄存器 ADC12IV中断向量寄存器中断向量寄存器30ADC12的相关寄存器（ 14/ 15） 31ADC12的相关寄存器（ 15/15 ） 32ADC12转换模式 (1 / 6)ADC12提供4 4种转换模式种转换模式：单通道单次转换 序列通道单次转换 单通道多次转换 序列通道多次转换无论用户使用何种模式，都要处理以下问题：无论用户使用何种模式，都要处理以下问题：1.设置具体模式；2.输入模拟信号；3.选择启动信号；4.关注转换结束信号。注：注： 不同模式，所需设置不同！不同模式，所需设置不同！33单通道单次转换模式状态( 2/6 ) 单通道单次转换单
14、通道单次转换模式模式要进行如下设置：X=CSStartAdd,指向转换开始地址；指向转换开始地址；ADC12MEMx存放存放转换结果；转换结果；ADC12IFG.x为对为对应的中断标志；应的中断标志；ADC12MCTLx寄寄存器中定义了通道存器中定义了通道和参考电压。和参考电压。34单通道单次转换模式状态( 3/6 )#include”msp430x44x.h”Void main (void)WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;P6SEL |=0x01;/使能使能AD通道通道A0ADC12CTL0=ADC12ON+SHT0_2;ADC12CTL1=SHP;ADC12CTL0 |= ENC
15、;While(1)ADC12CTL0 |=ADC12SC;while(ADC12IFG&BIT0)=0)_NOP( );35序列通道单次转换状态 ( 4/ 6) 序列通道单次转换序列通道单次转换模式要进行如下设置：X=CSStartAdd,指示转换开始通道；指示转换开始通道；EOS(ADC12MCTLx.7)=1标志序列中最后标志序列中最后通道通道y，非最后通道的，非最后通道的EOS位都是位都是0，表示序，表示序列没有结束；列没有结束；ADC12MEMx， ADC12MEMy存放存放转换结果；转换结果；ADC12IFG.x， ADC12IFG.y为对为对应的中断标志；应的中断标志；ADC12M
16、CTLx寄存器寄存器中定义了通道和中定义了通道和参考电压。参考电压。36 单通道多次转换模式的状态 ( 5/6 )单通道多次转换单通道多次转换模式要进行如下设置：X=CSStartAdd, 指示指示转换开始通道；转换开始通道；ADC12MEMx 存放转存放转换结果；换结果；ADC12MCTLx寄存器寄存器中定义了通道和参考中定义了通道和参考电压。电压。该模式的停止停止有如下几种方法：使使CONSEQ=0，改变，改变为单通道单次模式；为单通道单次模式；使使ENC=0，直接使当，直接使当前转换完成后停止；前转换完成后停止；使用单通道单次模式使用单通道单次模式替换当前模式，同时替换当前模式，同时使使
17、ENC=0 。37 序列通道多次转换状态( 6/ 6) 序列通道多次序列通道多次转换模式要进行如下设置：X=CSStartAdd, 指示指示转换开始通道；转换开始通道；EOS(ADC12MCTLx.7)=1标志序列中最后标志序列中最后通道通道y ；ADC12MCTLx寄存器寄存器中定义了通道和参考中定义了通道和参考电压。电压。改变转换模式改变转换模式不必停止当不必停止当前转换，一旦改变模前转换，一旦改变模式，将在当前序列完式，将在当前序列完成后立即生效成后立即生效38ADC12应用举例 (一、使用内部参考源) ( 1/ 3)#include msp430x44x.h void main(voi
18、d) unsigned int i; WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; P6SEL |= 0x01; / 使能使能 A/D 通道通道A0 ADC12CTL0 = ADC12ON+SHT0_2+REFON+REF2_5V; ADC12CTL1 = SHP; ADC12MCTL0 = SREF_1; / V r+ =V ref+ for ( i=0; i0x3600; i+) ; / 为参考源启动提供延迟为参考源启动提供延迟 ADC12CTL0 |= ENC; / 使能转换使能转换 while (1) ADC12CTL0 |= ADC12SC; / 开始转换开始转换 while (A
19、DC12IFG & BIT0)=0); _NOP(); 39ADC12应用举例 (使用外部参考源 ) ( 2/ 3)#include msp430x44x.h void main(void) WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; P6SEL |= 0x01; / 使能使能A/D 通道通道 A0ADC12CTL0 = ADC12ON+SHT0_2; /打开打开 ADC12,设置采样时钟设置采样时钟 ADC12CTL1 = SHP; / 使用采样时钟使用采样时钟 ADC12MCTL0 = SREF_2; / Vr+ = VeREF+ (外部外部) ADC12CTL0 |= ENC; / 使能转换使能转换 while (1) ADC12CTL0 |= ADC12SC; / 开始转换开始转换 while (ADC12IFG & ADC12BUSY)=0); _NOP(); 40ADC12应用举例 (重复单通道转换) ( 2/ 3) 41
