DSP28335 ADC驱动

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0x00 概述

  ADC作为我入门DSP单片机的第一个外设，对我而言有着特殊的意义。本文结合TI官方ADC文档，详细对ADC做一个比较全面的介绍，也算是加深自己的理解。

0x01 什么是DSP？什么是ADC？

  DSP（Digital Signal Processor）即数字信号处理器。这里的DSP指TI公司的数字信号处理芯片，具体点就是-TMS320F28335单片机。相对于ST单片机，DSP单片机更贵，但是性能更强，适合作为电气电力核心数字处理器使用；而ST单片机接口丰富，价格优惠，低功耗等特点，更适合一般商业产品使用。

  ADC（Analog-to-Digital）即模数转换器，通过ADC，可把连续的模拟量转换为离散的数字量供数字处理器运算。DSP28335片上自带12位精度的16通道ADC外设，采集范围电压0~3V对应码值0~4095，转换速率12.5MHz。

0x03 ADC配置过程及注意事项

3.1 ADC框图

ADC框图

3.2 ADC特性

  • 支持16个通道循环采样（单序列发生器）或者两个8通道同时采样（双序列发生器），实际只有一个转换器，但是有两个采样保持器，所以可以同时采样两个信号，只是不能同时转换；
  • 支持EPWM、定时器、外部信号和软件触发，常用EPWM模块做触发源；
  • 转换结果支持DMA接口（未使用过）；

3.3 ADC配置

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//！中断函数声明  
__interrupt void adc_isr(void);  
void ADCInit（void）  
{  
	//! 关闭写保护   
	EALLOW;  
	//！150MHz系统时钟，高速外设时钟（HSPCLK）分频到25MHz  
	SysCtrlRegs.HISPCP.all = 3;  
	//! ADC时钟25MHz  
	AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS = 0;  
	//！ADC采样保持器时钟12.5MHz，这也是ADC数据采样速率  
	AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCCLKPS = 0;  
	//！开启ADC外设时钟  
	SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ADCENCLK = 1;  
	//！TI官方给出的ADC校正函数  
	ADC_cal();  
	//! 开启ADC参考和电路  
	AdcRegs.ADCTRL3.all = 0x00E0;  
	//！延时等待ADC启动完成  
	DELAY_US(5000L);  
	//！连续模式  
	AdcRegs.ADCTRL1.bit.CONT_RUN = 1;  
	//！最大转换通道数16  
	AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0xf;  
	//！序列发生器，就是每次触发时，ADC转换器转换16个输入通道的顺序，可以自由配置输入通道的顺序,这里配置序列发生器依次为A0~A7，B0~B7。  
	//! 序列发生器第一个选ADCINA0通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0x0;  
	//! 序列发生器第二个选ADCINA1通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x1;  
	//! 序列发生器第三个选ADCINA2通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV02 = 0x2;  
	//! 序列发生器第四个选ADCINA3通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV03 = 0x3;  
	//! 序列发生器第五个选ADCINA4通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV00 = 0x4;  
	//! 序列发生器第六个选ADCINA5通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV01 = 0x5;  
	//! 序列发生器第七个选ADCINA6通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV02 = 0x6;  
	//! 序列发生器第八个选ADCINA7通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ2.bit.CONV03 = 0x7;  
	//! 序列发生器第九个选ADCINB0通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV00 = 0x8;  
	//! 序列发生器第十个选ADCINB1通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV01 = 0x9;  
	//! 序列发生器第十一个选ADCINB2通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV02 = 0xa;  
	//! 序列发生器第十二个选ADCINB3通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV03 = 0xb;  
	//! 序列发生器第十三个选ADCINB4通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV00 = 0xc;  
	//! 序列发生器第十四个选ADCINB5通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV01 = 0xd;  
	//! 序列发生器第十五个选ADCINB5通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV02 = 0xe;  
	//! 序列发生器第十六个选ADCINB6通道  
	AdcRegs.ADCCHSELSEQ4.bit.CONV03 = 0xf;  
	//！允许EPWM模块的SOCA信号触发ADC开始转换  
	AdcRegs.ADCTRL2.bit.EPWM_SOCA_SEQ1 = 1;  
	//！每次转换完成后产生中断  
	AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1;  
	//！注册ADC中断服务函数  
	PieVectTable.ADCINT = &ISR_ADC;  
	//! 使能PIE中断  
	PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6 = 1;  
	//！使能CPU中断  
	IER |= M_INT1;  
	//！使能全局中断  
	EINT;          
	ERTM;          
	//！开启EPWM1时钟  
	SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EPWM1ENCLK = 1;  
	//！触发源配置为EPWM1SOCA  
	EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCAEN = 1;  
	//！计数器CTRU等于TBPRD时产生SOCA触发信号  
	EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCASEL = 2;  
	//！每产生一次就传递信号到ADC模块  
	EPwm1Regs.ETPS.bit.SOCAPRD = 1;  
	//！PWM计数周期，决定ADC转换速度，这里转换速度为10K，周期100us；  
	EPwm1Regs.TBPRD = 15000;  
	//！向上计数模式  
	EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 0;    
	//！开启写保护    
	EDIS;  
}    
//! 中断服务函数主体    
__interrupt void  ISR_ADC(void)  
{  
 //! 十六个通道的转换结果，低4位无效，需右移处理。  
  AdcRegs.ADCRESULT0 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT1 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT2 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT3 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT4 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT5 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT6 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT7 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT8 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT9 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT10 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT11 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT12 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT13 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT14 >>4;  
  AdcRegs.ADCRESULT15 >>4;  
  //！清理中断标志  
  AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1;  
  //！中断应答，表示中断已经被处理过  
  PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;  

  return;  
}

3.4 注意事项

  • 注意原理图上参考电压选取问题，ADCREFSEL寄存器可配置参考电压，默认内部参考。
  • 序列发生器可配置为双序列同时采样或者单序列连续采样，可根据实际需要配置。
  • 主要通道和转换结果读取之间的关系，转换结果寄存器值是按照序列发生器顺序放置的，不一定A0通道就是对应T0寄存器。
  • 如果EPWM外设被使用，此时应注意配置PWM时会不会影响ADC的触发。
  • ADC通道模拟信号建议电压范围-0.3V到3.3V，可用钳位二极管做保护，过高的正负电压可能会导致芯片损坏。

0x04 其他本人使用过的ADC

  • TMS320F28035芯片片上ADC有3个模拟比较器，并且比较器和模数转换功能可以同时使用，比较器功能可以和EPWM模块联合使用，在故障保护或者逐周期斩波限流可以很方便的配置，斩波限流还需要用到比较器的斜坡补偿功能。
  • AD7606芯片，16位双极性ADC，±5V或者±10V电压采集，支持16线并口，4线SPI等接口和处理器连接。
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