【官网例子分析系列】例子10--ADC

duro*** · 发表于 2024-5-5 16:45:29

注意事项：
通常每个io口有8种模式：浮空输入，上拉输入，下拉输入，模拟输入，推挽输出，复用推挽，开漏输出，复用开漏
但本mcu有4种：00准双向口，01推挽输出，10高阻输入，11开漏模式。
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概念介绍（重点见电路图里连接的引脚）：
总共 8个端口，端口数据寄存器用Px表示，位用Px.n表示
1.每个端口2个配置寄存器，PxM0，PxM1；两个模式寄存器对应的指定位有四种配置：
  00准双向口，01推挽输出，10高阻输入，11开漏模式
2.每个端口1个上拉电阻控制寄存器，PxPU；
  0：禁止端口内部的：禁止端口内部的 4.1K上拉
  1：使能端口内部的：使能端口内部的 4.1K上拉
3.每个端口1个施密特触发控制寄存器，PxNCS；
  0：使能端口的施密特触发功能。（上电复位后默认使能施密特触发）
  1：禁止端口的施密特触发功能。
4.每个端口1个电平转换速度控制寄存器，PxSR；
  0：电平转换速度快，相应的上下冲会比较大
  1：电平转换速度慢，相应的上下冲比较小
5.每个端口1个驱动电流控制寄存器，PxDR；
  0：增强驱动能力
  1：一般驱动能力
6.每个端口1个数字信号输入使能控制寄存器，PxIE；
  0：禁止数字信号输入。
  1：使能数字信号输入。
7.每个端口1个下拉电阻控制寄存器，PxPD；
  0：禁止端口内部的下拉电阻
  1：使能端口内部的下拉电阻

IE：中断使能寄存器
EA：总中断允许控制位。
ELVD：低压检测中断允许位。
EADC：A/D 转换中断允许位。
ESn：串行口 n 中断允许位。
ETn：定时/计数器 Tn 的溢出中断允许位。
EXn：外部中断 n 中断允许位。
IE2：中断使能寄存器2
EUSB：USB 中断允许位。
ESPI：SPI 中断允许位。
IP：中断优先级控制寄存器
PXn：外部中断n中断优先级控制位
PTn：定时器n中断优先级控制位
PSn：串口n中断优先级控制位
PADC：ADC中断优先级控制位
PLVD：低压检测中断优先级控制位
IP2：中断优先级控制寄存器2
PSPI：SPI中断优先级控制位
PPWMA：高级PWMA中断优先级控制位
PCMP：比较器中断优先级控制位
PI2C：I2C中断优先级控制位
PUSB：USB中断优先级控制位
IP3：中断优先级控制寄存器3
PRTC：RTC中断优先级控制位
PI2S：I2S中断优先级控制位

串口功能脚切换
P_SW1:
S1_S[1:0]：串口 1 功能脚选择位
P_SW2:

TCON       定时器控制寄存器
TFn：Tn溢出中断标志。Tn被允许计数以后，从初值开始加1计数。
      当产生溢出时由硬件将TFn位置“1”，并向CPU请求中断，一直保持到CPU响应中断时，才由硬件清“0”（也可由查询软件清“0”）。
TRn：定时器Tn的运行控制位。该位由软件置位和清零。
      当GATE（TMOD.7）=0，TRn=1时就允许T1开始计数，TRn=0时禁止Tn计数。
      当GATE（TMOD.7）=1，TRn=1且INT1输入高电平时，才允许Tn计数。

IEn：外部中断n请求源（INT0/P3.2）标志。IEn=1 外部中断n向CPU请求中断，当CPU响应外部中断时，由硬件清“0”IEn（边沿触发方式）。
ITn：外部中断源n触发控制位。ITn=0，上升沿或下降沿均可触发外部中断n。ITn=1，外部中断n程控为下降沿触发方式。
TMOD       定时器模式寄存器
Tn_GATE：控制定时器n，置1时只有在INTn脚为高及TRn控制位置1时才可打开定时器/计数器n。
Tn_CT：  控制定时器n用作定时器或计数器，清0则用作定时器（对内部系统时钟进行计数），置1用作计数器（对引脚Tn/P3.x外部脉冲进行计数）。
Tn_M1/Tn_M0: 00 -> 16位自动重载模式; 01 -> 16位不自动重载模式; 10 -> 8位自动重载模式; 11 -> 停止工作;

TL0       定时器0低8位寄存器
TL1       定时器1低8位寄存器
TH0       定时器0高8位寄存器
TH1       定时器1高8位寄存器

AUXR       辅助寄存器1
Tnx12：定时器n速度控制位。
      0：12T 模式，即 CPU 时钟 12 分频（FOSC/12）  1：1T 模式，即 CPU 时钟不分频分频（FOSC/1）
UART_M0x6：
TnR：定时器n的运行控制位
      0：定时器n停止计数                         1：定时器n开始计算
Tn_CT：控制定时器n用作定时器或计数器
      清0则用作定时器（对内部系统时钟进行计数），置1用作计数器（对引脚T2/P1.2外部脉冲进行计数）。
EXTRAM：
SnBRT：串口波特率

INTCLKO    中断与时钟输出控制寄存器
TnCLKO：定时器n时钟输出控制
      0：关闭时钟输出
      1：使能 P3.5 口的是定时器 0 时钟输出功能
      当定时器 0 计数发生溢出时，P3.5 口的电平自动发生翻转。
WKTCL    掉电唤醒定时器低字节
WKTCH    掉电唤醒定时器高字节
WKTEN：掉电唤醒定时器的使能控制位
      0：停用掉电唤醒定时器
      1：启用掉电唤醒定时器
T4T3M    定时器4/3 控制寄存器
TnR：定时器n的运行控制位。
      0：定时器n 停止计数                      1：定时器n 开始计数
Tn_C/T：控制定时器n用作定时器或计数器。
      清0则用作定时器（对内部系统时钟进行计数）；置1用作计数器（对引脚T4/P0.6外部脉冲进行计数）。
Tnx12：定时器n速度控制位。
      0：12T 模式，即 CPU 时钟 12 分频（FOSC/12）
      1：1T 模式，即 CPU 时钟不分频分频（FOSC/1）
TnCLKO：定时器n时钟输出控制
      0：关闭时钟输出
      1：使能 P0.x 口的是定时器 n 时钟输出功能

T4H       定时器4 高字节
T4L       定时器4 低字节
T3H
T3L
T2H
T2L

TM0PS    定时器0 时钟预分频寄存器
TM1PS
TM2PS
TM3PS
TM4PS

TimerN  ：PTn,PTnH TFn ETn
TFn：中断请求位
ETn: 中断允许位

SnCON ：串口n控制寄存器
SnTI：串口n发送完成中断请求标志。需要软件清零。
SnRI：串口n接收完成中断请求标志。需要软件清零。
SnRB8：
SnTB8：
SnREN：
SnSM2：
SnSM1：
SnSM0：

ADCTIM:ADC 时序控制寄存器
CSSETUP：ADC 通道选择时间控制 Tsetup
CSHOLD[1:0]：ADC 通道选择保持时间控制 Thold
SMPDUTY[4:0]：ADC 模拟信号采样时间控制 Tduty（注意：SMPDUTY 一定不能设置小于01010B）

ADCCFG:ADC 配置寄存器
RESFMT:ADC 转换结果格式控制位。
      0：转换结果左对齐。ADC_RES 保存结果的高 8 位，ADC_RESL 保存结果的低 4 位。
      1：转换结果右对齐。ADC_RES 保存结果的高 4 位，ADC_RESL 保存结果的低 8 位。
SPEED[3:0]：设置 ADC 时钟｛FADC＝SYSclk/2/(SPEED+1)｝

ADC_CONTR:ADC 控制寄存器
ADC_POWER:ADC 电源控制位
ADC_START:ADC 转换启动控制位
ADC_FLAG:ADC 转换结束标志位
ADC_EPWMT: 使能PWM 实时触发ADC 功能
ADC_CHS[3:0]: ADC 模拟通道选择位. 具体见666页

ADC_RES：保存转换结果
ADC_RESL：保存转换结果

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例子分析：
   WTST = 0;  //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
CKCON = 0; //提高访问XRAM速度

P0M1 = 0x30; P0M0 = 0x30; //设置P0.4、P0.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
P1M1 = 0x31; P1M0 = 0x30; //设置P1.4、P1.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V), P1.0 为 ADC 高阻输入口
P2M1 = 0x3c; P2M0 = 0x3c; //设置P2.2~P2.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
P3M1 = 0x50; P3M0 = 0x50; //设置P3.4、P3.6为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
P4M1 = 0x3c; P4M0 = 0x3c; //设置P4.2~P4.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
P5M1 = 0x0c; P5M0 = 0x0c; //设置P5.2、P5.3为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
P6M1 = 0xff; P6M0 = 0xff; //设置为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
P7M1 = 0x00; P7M0 = 0x00; //设置为准双向口

display_index = 0;

    ADCTIM = 0x3f;             //设置 ADC 内部时序，ADC采样时间建议设最大值
ADCCFG = 0x2f;             //设置 ADC 时钟为系统时钟/2/16/16
ADC_CONTR = 0x80; //使能 ADC 模块

AUXR = 0x80; //Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload,
TH0 = (u8)(Timer0_Reload / 256);
TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);
ET0 = 1; //Timer0 interrupt enable
TR0 = 1; //Tiner0 run
EA = 1;    //打开总中断

for(i=0; i<8; i++)  LED8 = 0x10; //上电消隐

hour = 12; //初始化时间值
minute = 0;
second = 0;
DisplayRTC();

ADC_KeyState  = 0;
ADC_KeyState1 = 0;
ADC_KeyState2 = 0;
ADC_KeyState3 = 0;  //键状态
ADC_KeyHoldCnt = 0; //键按下计时
KeyCode = 0; //给用户使用的键码, 1~16有效
cnt10ms = 0;

while(1)
{
      if(B_1ms) //1ms到
      {
         B_1ms = 0;
         if(++msecond >= 1000) //1秒到
         {
            msecond = 0;
            RTC();
            DisplayRTC();
         }
         if(msecond == 500)  DisplayRTC(); //小时后的小数点做秒闪

         if(++cnt10ms >= 10) //10ms读一次ADC
         {
            cnt10ms = 0;
            j = Get_ADC12bitResult(0);  //参数0~15,查询方式做一次ADC, 返回值就是结果, == 4096 为错误
            if(j < 4096) CalculateAdcKey(j); //计算按键
         }

         if(KeyCode > 0)    //有键按下
         {
            LED8[6] = KeyCode / 10; //显示键码
            LED8[7] = KeyCode % 10; //显示键码

            if(KeyCode == 1) //hour +1
            {
                  if(++hour >= 24) hour = 0;
                  DisplayRTC();
            }
            if(KeyCode == 2) //hour -1
            {
                  if(--hour >= 24) hour = 23;
                  DisplayRTC();
            }
            if(KeyCode == 3) //minute +1
            {
                  second = 0;
                  if(++minute >= 60)  minute = 0;
                  DisplayRTC();
            }
            if(KeyCode == 4) //minute -1
            {
                  second = 0;
                  if(--minute >= 60)  minute = 59;
                  DisplayRTC();
            }
            KeyCode = 0;
         }
      }
}
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1.转换结果

u16 Get_ADC12bitResult(u8 channel)  //channel = 0~15
{
ADC_RES = 0;
ADC_RESL = 0;

ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xf0) | channel; //设置ADC转换通道
ADC_START = 1;//启动ADC转换
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();

while(ADC_FLAG == 0); //wait for ADC finish
ADC_FLAG = 0;    //清除ADC结束标志
return  (((u16)ADC_RES << 8) | ADC_RESL);
}

2.ADC键盘计算键码

/***************** *****************************
电路和软件算法设计: Coody
本ADC键盘方案在很多实际产品设计中, 验证了其稳定可靠, 即使按键使用导电膜,都很可靠.
16个键,理论上各个键对应的ADC值为 (4096 / 16) * k = 256 * k, k = 1 ~ 16, 特别的, k=16时,对应的ADC值是4095.
但是实际会有偏差,则判断时限制这个偏差, ADC_OFFSET为+-偏差, 则ADC值在 (256*k-ADC_OFFSET) 与 (256*k+ADC_OFFSET)之间为键有效.
间隔一定的时间,就采样一次ADC,比如10ms.
为了避免偶然的ADC值误判, 或者避免ADC在上升或下降时误判, 使用连续3次ADC值均在偏差范围内时, ADC值才认为有效.
以上算法, 能保证读键非常可靠.
**********************************************/
#define ADC_OFFSET  64
void CalculateAdcKey(u16 adc)
{
u8  i;
u16 j;

if(adc < (256-ADC_OFFSET))
{
      ADC_KeyState = 0; //键状态归0
      ADC_KeyHoldCnt = 0;
}
j = 256;
for(i=1; i<=16; i++)
{
      if((adc >= (j - ADC_OFFSET)) && (adc <= (j + ADC_OFFSET)))  break;  //判断是否在偏差范围内
      j += 256;
}
ADC_KeyState3 = ADC_KeyState2;
ADC_KeyState2 = ADC_KeyState1;
if(i > 16)  ADC_KeyState1 = 0;  //键无效
else                      //键有效
{
      ADC_KeyState1 = i;
      if((ADC_KeyState3 == ADC_KeyState2) && (ADC_KeyState2 == ADC_KeyState1) &&
         (ADC_KeyState3 > 0) && (ADC_KeyState2 > 0) && (ADC_KeyState1 > 0))
      {
         if(ADC_KeyState == 0) //第一次检测到
         {
            KeyCode  = i; //保存键码
            ADC_KeyState = i; //保存键状态
            ADC_KeyHoldCnt = 0;
         }
         if(ADC_KeyState == i) //连续检测到同一键按着
         {
            if(++ADC_KeyHoldCnt >= 100) //按下1秒后,以10次每秒的速度Repeat Key
            {
                  ADC_KeyHoldCnt = 90;
                  KeyCode  = i; //保存键码
            }
         }
         else ADC_KeyHoldCnt = 0; //按下时间计数归0
      }
}
}

duro*** · 发表于 2024-5-5 16:47:32

连接引脚图中已经标出，见红色方框。

duro*** · 发表于 2024-5-5 16:52:16

在 ADC_CHS[3:0] 为0000时，ADC通道为P1.0

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