ARM笔记： ADC转换器

S3C2440的CMOS模拟数字转换器ADC可以对8通道模拟输入信号进行循环检测，S3C2440的ADC和触摸屏公用一个ADC转换器，所以学习ADC也是学习触摸屏的基础。

S3C2440ADC的主要特性如下：

●分辨率：10位

●最大转换速率：500KSPS

●微分线性度误差：±1.0 LSB

●积分线性度误差：±2.0 LSB

●供电电压：3.3V

●模拟输入电压范围：0~3.3V

ADC原理

ADC是一种将模拟信号转化为数字信号的方法，一般要经过采样、保持、量化、编码4个步骤。在实际电路中，有些过程是合并进行的，如采样和保持，量化和编码在转换过程中时同时实现的。由奈奎特采样定理可知，当采样频率大于模拟信号中最高频率的2倍时，采样值才能不失真地反映原来模拟信号。

主要技术指标如下：

●分辨率

通常以输出二进制的位数表示分辨率的高低，一般位数越多，量化单位越小，对输入信号的分辨能力就越高。例如，输入模拟电压的变化范围为0±~3.3V、分辨率为12位时，可以分辨的最小模拟电压为3.3V/2^12≈0.8mV；而分辨率为10位时，可以分辨的最小模拟电压为3.3V/2^10≈3.2mV。

●转换误差

它是指在零点和满度都校准以后，在整个转换范围内，分别测量各个数字量所对应的模拟输入电压实测范围与理论范围之间的偏差，取其中的最大偏差作为转换误差的指标。它通常以相对误差的形式出现，并以LSB为单位表示。

●转换速度

完成一次模数转换所需要的时间称为转换时间。在大多数情况下，转换速度是转换时间的倒数。

ADC的转换速度主要取决于转换电路的类型，并联比较型ADC的转换速度最高，逐次逼近型ADC次之，双积分型ADC转换速度最低。

S3C2440处理器ADC功能图如图1所示，其中虚线框是与触摸屏有关的功能模块，可以暂不考虑，学完ADC基本实验后，再学触摸屏部分也可以。

从图1可以看出，ADC共有8路模拟输入，其中XP、XM、YP和YM是触摸屏使用的4路，剩下的4路模拟输入A[3:0]可以用于一般的ADC输入通道。

此外还需要注意ADC的输入时钟是如何产生的。对于S3C2440处理器，ADC输入时钟是由PCLK分频得到的，如图2所示

ADC相关寄存器

使用ADC只需要对相应的寄存器进行配置，然后启动ADC即可，启动ADC有两种方法：

①手动启动

②读取完上一次转换结果后自动启动下一次ADC转换

得到ADC是否转换完成的信息有两种方法

①查询法：查询寄存器ADCCON的第15位（ADC转换结束标志位）

②中断法：转换完成后，产生ADC中断信号，如图1中的INT_ADC信号。

当不使用触摸屏时，与ADC相关的寄存器主要有寄存器ADCCON和寄存器ADCDAT0。寄存器ADCCON主要用于ADC的启动方式、设置ADC转换时钟以及ADC转换结束标志位等，如下图3。寄存器ADCDAT0中存放了ADC转换所得到的的数据，ADC转换结束后，可以通过读该寄存器的值来得到转换结果。

ADC初始化

对ADC初始化只需要做好以下两个方面的工作：

① 设置ADC输入时钟。

② 选择ADC输入通道。

可以使用如下代码初始化：

#define PRSC_EN1 //允许预分频
#define PRSCVL19 //预分频值
#define STDBM0//正常工作模式
#define READ_START0//读数时不进行A/D转换

void ADC_Init(unsigned char channel)
{
ADCCON&=(~((1<<14)|(0xff<<6)|(0x7<<3)|(1<<2)|(1<<1)|(1<<0)));
ADCCON|=(PRSC_EN<<14)|(PRSCVL<<6)|(channel<<3)|(STDBM<<2)|(READ_START<<1);

}

此时，对PCLK进行50分频，则可以计算出ADC输入时钟=PCLK/50=1MHz。