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s5pv210 AD转换 - biaohc - 博客园

一、ADC的相关概念

1、量程（模拟量的输入范围）

ADC只能输入电压信号，其他种类的模拟信号要经过传感器的转换，变成模拟的电压信号。

ADC输入的模拟电压有一个范围，这个范围是ADC芯片本身的一个参数，一般是0～3.3V或0～5V或者是0～12V等等，实际工作时给AD的电压信号不能超过这个电压范围。

2、转换精度（分辨率resolution）

ADC输出的数字值是有一定的位数的。比如说10位，意思就是输出的数字值是用10个二进制位来表示的，这种就叫10位ADC。这个位数就表示转换精度。10位ADC，相当于把整个范围分成1024个格子，每个格子之间的间隔就是电压的表示精度。假如ADC芯片的量程是0～3.3V，则每个格子代表的电压值是3.3V/1024=0.0032265V。如果此时ADC转换后得到的数字量是447，则这个数字量代表的模拟值是：447×0.0032265V=1.44V。

ADC的位数越多，则每个格子表示的电压值越小，将来算出来的模拟电压值就越精确。

ADC的模拟量程一样的情况下，ADC精度位数越多则精度越高，测出来的值则越准。但是如果ADC的量程不一样，比如2个ADC，A的量程是0～50V，B的量程是0～0.5V，A是12位的，B是10位的，可能B的精度比A的还要高。

比如A的精度：50/1024=0.04883，B的精度：0.5/4096=0.000122

3、转换速率

ADC芯片进行AD转换需要耗费时间。不同的芯片所需的时间是不一样的；同一颗芯片当配置不一样时，所需的转换时间也不一样，比如说精度配置为10位，其转换耗费的时间就比精度配置为12位时要小。

AD工作需要一个时钟（这个时钟有一个范围，配置时不要超出这个范围），这个时钟频率控制着AD的转换速率。注意，时钟频率和AD的转换速率不是一回事，它们只是成正比而不是完全相等。比如S5PV210中的ADC转换器，AD的转换速率 = 时钟频率 / 5。

一般数据手册中描述转换速率所用的单位是MSPS。第一个M是兆，S是采样，PS就是每秒，MSPS的意思就是兆样本每秒，即每秒种转出来多少兆数字值。

4、通道数

ADC芯片有多少路模拟信号输入通道，代表着将来可以同时进行多少路模拟信号的输入。

二、S5PV210的ADC控制器

1、ADC控制器的框图

ADC的内容在数据手册的Section10.7。

因为电阻式触摸屏工作时依赖于AD转换，所以在S5PV210中，电阻触摸屏的接口和ADC接口合二为一，或者说电阻触摸屏接口复用了ADC的接口。

2、ADC的工作时钟框图

ADCCLK是ADC控制器工作的时钟，由PCLK_PSYS经过一次分频后得到的。

PCLK_PSYS时钟总线频率为66MHz，一般设置分频器为65，所以ADC的时钟是1MHz，根据公式，此时的转换速率为1/200KHz。

ADC时钟频率最大可设置为5MHz，对应的最大转换速率为1MSPS。

3、S5PV210的10个ADC通道

SoC的引脚至少分2种，数字引脚和模拟引脚。以前接触的GPIO属于数字引脚，而ADC通道引脚属于模拟引脚。数字引脚和模拟引脚一般不能混用。

S5PV210一共支持10个ADC通道，分别叫AIN[0]~AIN[9]，分别对应XadcAIN[0]~XadcAIN[9]引脚。理论上可以同时做10路AD转换。

4、S5PV210的ADC特性

可选的转换精度为10bit，或者12bit。

最大的转换速率1MSPS；

输入的模拟电压范围0-3.3V；

可设置普通AD模式，即TOUCH SCREEN触摸屏模式切换为普通AD模式。

5、ADC控制器的主要寄存器

（1）获取ADC数据的两种方法

轮询检查标志位

启动转换后循环检查标志位，直到标志位为1，表明转换完毕可以去读取数据。这种方式是同步的。

中断

设置好中断，写好中断isr来读取AD转换数据。AD转换完毕后，生成中断信号给CPU，CPU进入中断处理流程。这种方式是异步的。

（2）自动开启下一次AD转换（start by read机制）

转换完毕后要立即开启下一次转换，因此需要设计一种机制，能够自动开启下一次转换。这个机制叫start by read，当我们读取本次AD转换的AD值后，硬件自动开启下一次AD转换。

（3）主要寄存器（这里探讨n=0，即通道0的寄存器）

TSADCCONn寄存器：ADC控制寄存器

• bit16设置AD转换精度，10bit、12bit可选；
• bit15只读，状态寄存器，查看是否转换结束；
• bit14预分频器开关，设置为1；
• bit13:6分频倍率，如要设置3.3MHz，可设置为19，66/（19+1）=3.3，最大设置频率为5MHz，所以此位最小值为13；
• bit2设置为普通模式即可；
• bit1是否开启read star模式，read star模式意思是只要读取AD转换后的寄存器数据，就重新开始AD转换，使用这种模式第一次读数据要丢掉；
• bit0开启AD转换，开始后自动设置为0。另外如果设置了read star模式，此位无效。

TSCONn寄存器：touch screen控制寄存器

TSDATXn寄存器，TSDATYn寄存器：数据寄存器

• bit14查看输出数据位ADC 还是TOUCH SCREEN；
• bit11:0为转换后的数据；

CLRINTADCn寄存器：清中断，写入任意的数值就可以

ADCMUX寄存器：选择当前正在操作的AD通道

 

三、代码实战

1、编写代码步骤

（1）AD控制器初始化，即 adc_init函数。

（2）循环进行AD采样，即wihle(1)。注意这次实验是关闭start by read模式的。

2、关键的代码如下，完整案例代码见链接。

#include "main.h"#define TSADCCON0		0xE1700000
#define TSDATX0			0xE170000C
#define TSDATY0			0xE1700010
//#define CLRINTADC0		0xE1700000
#define ADCMUX			0xE170001C#define rTSADCCON0		(*(volatile unsigned int *)TSADCCON0)
#define rTSDATX0		(*(volatile unsigned int *)TSDATX0)
#define rTSDATY0		(*(volatile unsigned int *)TSDATY0)
//#define rCLRINTADC0		(*(volatile unsigned int *)CLRINTADC0)
#define rADCMUX			(*(volatile unsigned int *)ADCMUX)// 初始化ADC控制器的函数
static void adc_init(void)
{rTSADCCON0	|= (1<<16);		// resolution set to 12bitrTSADCCON0	|= (1<<14);		// enable clock prescalerrTSADCCON0 	&= ~(0xFF<<6);rTSADCCON0	|= (65<<6);		// convertor clock = 66/66M=1MHz, MSPS=200KHzrTSADCCON0 	&= ~(1<<2);		// normal operation moderTSADCCON0 	&= ~(1<<1);		// disable start by read moderADCMUX		&= ~(0x0F<<0);	// MUX选择ADCIN0
}// 注意：第一，延时要确实能延时；第二，延时时间必须合适。
static void delay(void)
{volatile unsigned int i, j;for (i=0; i<4000; i++)for (j=0; j<1000; j++);
}// 测试ADC，完成的功能就是循环检测ADC并得到ADC转换数字值打印出来
void adc_test(void)
{unsigned int val = 0;adc_init();while (1){// 第一步：手工开启ADC转换rTSADCCON0	|= (1<<0);// 第二步：等待ADC转换完毕while (!(rTSADCCON0 & (1<<15)));// 第三步：读取ADC的数字值// 第四步：处理/显示数字值val = rTSDATX0;printf("x: bit14 = %d.\n", (val & (1<<14)));printf("x: adc value = %d.\n", (val & (0xFFF<<0)));val = rTSDATY0;printf("y: bit14 = %d.\n", (val & (1<<14)));printf("y: adc value = %d.\n", (val & (0xFFF<<0)));// 第五步：延时一段delay();}}

 3、测试结果

-------------adc test--------------
x: bit14 = 0.//第一组
x: adc value = 1598.
y: bit14 = 0.
y: adc value = 0.x: bit14 = 0.//第二组
x: adc value = 1583.
y: bit14 = 0.
y: adc value = 0.x: bit14 = 0.//第三组
x: adc value = 1599.
y: bit14 = 0.
y: adc value = 0.
……