和泰单片机ADC用法说明.pdf-资料库

HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例 HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例文件编码：HA0234S 简介简介简介简介具备处理外部模拟信号功能是很多电子设备的基本要求。为了将模拟信号转换为数字信号，就需要借助 A/D 转换器。将 A/D 功能和 MCU 整合在一起，就可减少电路的元件数量和电路板的空间使用。 HT45F23 单片机内建 6 通道，12 位分辨率的 A/D 转换器。在本应用说明中，将介绍如何使用 HT45F23 单片机的 A/D 功能。工作原理工作原理工作原理工作原理 HT45F23 单片机 A/D 模块的核心是一个内嵌的 12-Bit A/D 转换器，具体结构如下图所示： A/D 转换器结构图转换器结构图转换器结构图转换器结构图 A/D 转换器的电源供应通过 VRSEL 位控制，由 VDD 或外部输入引脚 VREF 提供。数据寄存器 ADRH 和 ADRL 用来保存 12-bit 的 A/D 转换结果，高 8 位放在 ADRH，而低 4 位则放在 ADRL 的高 4 位。ADCR 和 ACSR 两个控制寄存器控制 A/D 的相关设定和操作。ACSR 寄存器的 ADCS0~ADCS2 位用来设定 A/D 时钟，为了保证 A/D 转换精度，A/D 时钟周期应不小于 0.5µs。ACSR 中的 ADONB 位控制 A/D 模块功能的开关。在 ADPCR 寄存器中， PCR0~PCR5 控制共用 IO 引脚作为 A/D 输入脚还是普通 I/O 脚。而 ACS0~ACS2 控制哪个引脚为 A/D 转换器的输入。START 为 A/D 转换过程启动位，当该位由 0→1→0，A/D 即开始转换。EOCB 为转换结束标志位。当该位为 0，则表示 A/D 转换完成，反之，为 A/D 转换过程正在进行中。 1 ) , + L A H J A H ) H 1 ) # H 1 ) , 4 A B A H A ? A 8 J = C A ) , 4 ) , 4 0 ) , , = J = 4 A C E I J A H I 5 6 ) 4 6 - + * ) , . . 8 5 5 2 + " 8 4 - . ) , + 5 ) , + 5 B 5 ; 5 2 + 4 # 2 + 4 ) + 5 ) + 5 ) , + ? 8 , , ) , * * E J 8 4 5 - * E J ) , 4 . 5 > E J + ? , E L E @ A H 2 ) K J F K J 2 ) K J F K J

HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例 A/D 转换时序图见下图： A/D 转换时序图转换时序图转换时序图转换时序图注意：当 ADPCR 中的 PCR5~PCR0 不都为“0”，即有选择转换通道，且 ADONB 为“0”，即 A/D 功能使能，A/D 模块才会被开启。读者可通过将 ADONB 设定“1”，关闭 A/D 模块。ADC 模块会增加系统功耗，当不用 ADC 时，建议设定 ADONB 位 (ACSR.6) 为“1”来减少系统功耗。 A/D 的工作时钟和输入通道选择分别由 ACSR 寄存器的 ADCS0~ADCS2 和 ACSR 寄存器的 ACS0~ACS2 控制，如下所示: A/D 共用 I/O 通道如下图所示: 2 J ) , + ) , ? L A H I E J E A * * 5 6 ) 4 6 - + * ) + 5 ) + 5 2 M A H 4 A I A J - @ B ) , ? L A H I E , A B E A F H J ? B E C K H = J E 5 A A ? J = = C ? D = A 5 J = H J B ) , ? L A H I E 4 A I A J ) , ? L A H J A H ) , I = F E C J E A J ) , 5 * 5 J = H J B ) , ? L A H I E 4 A I A J ) , ? L A H J A H * 5 J = H J B ) , ? L A H I E 4 A I A J ) , ? L A H J A H - @ B ) , ? L A H I E ) , I = F E C J E A J ) , 5 B B J 5 6 J ) , + ) , ? L A H I E J E A B B ) , * ) , + @ K A

HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例 A/D 使用步骤：步骤 1：通过设定 ACSR 控制寄存器中的 ADCS2~ADCS0，选择 A/D 转换时钟。步骤 2：通过设定 ADPCR 中的 PCR0~PCR5 的值，选择相应的 I/O 作为 A/D 输入引脚。步骤 3：清除 ACSR 控制寄存器的 ADONB 位为零，使能 A/D 功能。步骤 4：通过设定 ADCR 控制寄存器的 ACS2~ACS0，选择相应 A/D 转换通道与 A/D 转换模块连接。步骤 5：如果使用 A/D 中断，需要正确设定中断使能位。确保总中断使能位 EMI、多功能中断使能位 EMFI 和 A/D 中断使能位 EADI 都设定为“1”。 (注意：执行 A/D 中断处理返回后，系统会自动清除 MFF，但不会自动清除 ADF，需要手动清除 ADF)。步骤 6：通过将 ADCR 控制寄存器的 START 位由 0→1→0，启动 A/D 转换。步骤 7：如果使用查询法，可以通过检测 ADCR 控制寄存器的 EOCB 位是否为“0”，来判断 A/D 转换是否完毕。若 EOCB 为“0”，A/D 转换完毕，这时 A/D 数据寄存器 ADRH/ADRL 可以读取。如果使用中断法，中断使能，堆栈未满，A/D 中断即可响应。注意： • 如果使用查询法，检测 ADCR 控制寄存器的 EOCB 位，来判断 A/D 转换是否完成。以上中断方法就可以省略。 • ADC 模块会增加系统功耗，当不用 ADC 时，建议设定 ADONB 位(ACSR.6)为“1”，来减少系统功耗。 3 " ! ' & % $ # " ! ! " # $ % & ' 2 + $ 2 9 + 2 5 + ! 2 + # 2 9 + 5 + 2 + " 8 4 - . 8 + ) 2 5 + 2 ) + 2 5 + 2 + ! : 6 2 + : 6 2 + ) # 5 + 2 + ) " 5 + 2 * $ ) ! 4 - 5 2 * # ) 2 1 6 2 * " ) ) 7 , 2 + 2 * ! ) 5 + 5 2 ) + 7 6 6 + 8 , , 8 5 5 2 ) ) 2 + 7 6 2 ) ! ) 1 6 2 ) " ) - 6 + 2 ) # ) 2 2 . , 2 ) $ ) * 2 ) % ) - * 2 * 5 , 1 6 2 * 5 , 1 5 , ) 2 * 5 + 5 + 0 6 " # . ! " 5 5 2 ) ' & % $ # " ! ! " # $ % & ' 2 ) + 7 6 6 + 2 ) + 2 5 + 2 + ! : 6 2 + : 6 2 + ) # 5 + 2 + ) " 5 + 2 * $ ) ! 4 - 5 2 * " ) ) 7 , 2 + 2 * ! ) 5 + 5 2 * 5 + 5 + 8 , , 8 5 5 2 ) ) 2 + 7 6 2 ) ! ) 1 6 2 ) " ) - 6 + 2 ) # ) 2 2 . , 2 ) $ ) * 2 ) % ) - * 2 * 5 , 1 6 2 * 5 , 1 5 , ) 0 6 " # . ! 5 5 2 ) 0 6 " # . ! $ 5 2 ) $ # " ! ' ! " # $ % & 8 , , 2 ) + 7 6 6 + 2 ) + 2 5 + 2 + ! : 6 2 + : 6 2 + ) # 5 + 2 + ) " 5 + 2 * $ ) ! 4 - 5 8 5 5 2 ) ) 2 + 7 6 2 ) ! ) 1 6 2 ) " ) - 6 + 2 ) # ) 2 2 . , 2 ) $ ) * 2 ) % ) - * 2 * ! ) 5 + 5

HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例应用电路应用电路应用电路应用电路 VDD C1 0.1uF GND com4 key Vref a AN5 AN4 AN3 AN2 AN1 AN0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 PC6/PWM1/C2P/SCOM3 PC5/PWM0/C1N/SCOM2 PC4/VREF/VCAP/SCOM1 PA0/CNP/SCOM0 PC3/XT2 PC2/XT1 PC1/AN5/OSC2 PC0/AN4/OSC1 PB6/AN3/RES PB5/AN2/PINT PB4/AN1/AUD/PCLK PB3/AN0/SCS PA1/CIOUT/TC0 VDD VSS PA2/A1P/C2OUT PA3/A1N/INT0 PA4/A1E/TC1 PA5/A2P/PFD PA6/A2N/BZ PA7/A2E/BZ PB0/SD0/INT1 PB1/SDI/SDA PB2/SCK/SCL 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 b VDD GND c d e f g dt com1 com2 com3 Key HT45F23 24 SSOP-A R11 330 Key A N 0 A N 1 A N 2 A N 3 A N 4 A N 5 VDD VDD VDD VDD VDD VDD c o m 4 c o m 3 c o m 2 c o m 1 R5 10K R6 R7 R8 R9 R10 10K 10K 10K 10K 10K GND GND GND GND GND GND GND 说明： dt g f e d c b a R1 1K a b c d e f g t d 1 m o c 2 m o c 3 m o c 4 m o c Q1 Q2 Q3 Q4 GND GND GND GND R2 R3 R4 1K 1K 1K 本次范例程序有两个，一个为查询法，一个为中断法。通过这两个简单的应用，介绍如何通过查询标志位和中断两种方法使用 HT45F23 的 A/D 功能，实现多通道 A/D 采样。按键 Key 可以切换 A/D 采样通道。在数码管 1 显示当前采样通道值，数码管 2、3、4 显示该通道电压值。本范例中，A/D 模块的电压接电源 VDD。当不用 ADC 时，设定 ADONB 位(ACSR.6)为“1”，用于减少系统功耗。读者可根据实际情况，设定 VRSEL=1，由 VREF 输入，提供 A/D 模块的参考电压。 4

HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例 S/W 流程图流程图流程图流程图(查询法查询法查询法查询法) 主程序流程开始 RAM及程序状态初始化有键按下 Y N A/D转换 A/D处理数码管显示 N 切换A/D 输入通道 A/D转换流程设定ADCR、ACSR、 ADPCR寄存器 START=0 START=1 START=0 EOCB=0 Y A/D转换完成，进入转换处理 128次A/D 转换完成 Y 返回 N 程序说明程序说明 (查询法查询法查询法查询法) 程序说明程序说明程序首先初始化变量，设定数码管 SEG、COM 输出模式，按键输入模式，上拉电阻。关闭 A/D 中断。设定 ACSR，即设定 ADONB 位，是否使能 A/D 功能及设定 ADCS2~ADCS0，选择 A/D 转换时钟。设定 ADPCR，即设定 PCR5~PCR0，使能共用 I/O 为 A/D 输入引脚。设定 ADCR 寄存器中 ACS2~ACS0，选择相应的 A/D 转换通道与内部转换模块相连。 START=0→1→0，启动 A/D 转换。判断 EOCB 是否为“0”，不为“0”，说明 A/D 转换还没完毕；一直查询 EOCB 为“0”，说明 A/D 转换已经完毕。进行 128 次 A/D 转换，通过简单四则运算，将 128 次 A/D 转换结果求平均值并转为 BCD 码，最后将结果通过数码管显示程序将其显示出来。判断是否有按键，有按键改变 A/D 转换通道。无则返回，重新启动 A/D 转换。程序范例程序范例 (查询法查询法查询法查询法) 程序范例程序范例 Configuration Option： OSC: Internal RC： PB6/RES： WDT: ;other option select by user. 程序代码及说明：见附件 HIRC, Filter OFF 4M@Vdd= 5V PB6 Enable 5

HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例 S/W 流程图流程图流程图流程图(中断法中断法中断法中断法) 程序说明程序说明 (中断法中断法中断法中断法) 程序说明程序说明 • 主程序：程序首先初始化变量，设定数码管 SEG、COM 输出模式，按键输入模式，上拉电阻。关闭 A/D 中断。设定 ACSR，即设定 ADONB 位，是否使能 A/D 功能及设定 ADCS2~ADCS0，选择 A/D 转换时钟。设定 ADPCR，即设定 PCR5~PCR0，使能共用 I/O 为 A/D 输入引脚。设定 ADCR 寄存器中 ACS2~ACS0，选择相应的 A/D 转换通道与内部转换模块相连。 EMI=1，开启总中断。EMFI=1，使能多功能中断。EADI=1，开启 A/D 中断。 START=0→1→0，启动 A/D 转换。通过判断 ADF 是否为“1”，等待 A/D 转换中断。进行 128 次 A/D 转换，通过简单四则运算，将 128 次 A/D 转换结果求平均值并转为 BCD 码，最后将结果通过数码管显示程序将其显示出来。判断是否有按键，有按键改变 A/D 转换通道。无则返回，重新启动 A/D 转换。 • 中断服务程序：判断 ADF 是否为“1”，若为“0”，说明不是 A/D 中断，退出中断；若 ADF 为“1”，说明为 A/D 中断，进入 A/D 中断处理子程序。执行 A/D 中断处理子程序返回后，系统会自动清除 MFF 但不会自动清除 ADF，需要手动清除 ADF，以保证下次 A/D 转换完成后能再次进入 A/D 中断子程序处理。 6

HT45F23 ADC 功能应用实例功能应用实例功能应用实例功能应用实例程序范例程序范例 (中断法中断法中断法中断法) 程序范例程序范例 Configuration Option： OSC: Internal RC： PB6/RES： WDT: HIRC, Filter OFF 4M@Vdd= 5V PB6 Enabl ;other option select by user. 程序代码及说明：见附件。总结总结总结总结本文通过上面应用实例，对如何使用两种方式进行 HT45F23 的 A/D 采样进行介绍，读者可根据相应的使用情况进行选择。 7

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