第9章MSP430模数转换ADCppt课件.ppt

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1、第9章模/数转换（ADC）第一节概述第二节模/数转换器第三节采样保持器和多路模拟开关本章教学目标：1、了解ADC的基本概念2、MSP430ADC12的原理与基本应用1第一节概述计算机测量控制系统计算机控制对象传感器放大器滤波器A/DD/A放大器执行部件2计算机多路开关传感器1放大器1滤波器1模拟量1采样保持A/D传感器n放大器n滤波器n模拟量n数据采集系统与本课程相关部分音频、视频信号数字通信3第二节模/数转换器一、A/D转换器的基本原理二、MSP430ADC12介绍4一、A/D转换器的基本原理模拟输入量数字输出量0000010100110000010100111v2v3

2、v4v5v6v7vA/D转换器模拟输入量数字输出量量化5工作原理特点计数式结构简单、转换速度慢、精度低，实际少用双积分式精度高、转换速度慢、抗干扰性能好逐次逼近式转换速度较快、精度较高实际常用、抗干扰性能不如积分式高速并行式转换速度快,价格高，精度低A/D转换器分类Σ－Δ式61．分辨率：指A/D转换器所能分辨的最小模拟输入量，通常用A/D的位数表示。如：8位A/D的分辨率为8位，10位A/D的分辨率为10位2．转换精度：指实际输入的模拟值与理论输入的模拟值（根据A/D输出推算）之间的偏差。常用数字量最低有效位LSB的几分之几表示。14LSB12LSB3．转换时间和转换速度

3、：转换时间指完成一次A/D转换所需的时间，从启动信号开始到转换结束，得到稳定数字量的时间。转换速度是转换时间的倒数。A/D转换器的主要技术指标7逐次逼近式A/D转换器原理图-+D/A转换器输出缓冲器控制电路启动信号STARTCLK时钟EOC转换结束信号D7D0比较器模拟输入数字输出NADCVinOE输出使能信号SARVREFVDA80000000010000000110000001010000010110000101000101010000110100101xxxxxxxx1010110110101101D7D6D5D4D0D1D3D29A/D转换器的典型信号、电源、地A

4、/D转换器模拟量输入信号A/D转换启动信号数字量输出A/D转换完成信号输出使能信号ADC时钟电源模拟地数字地参考电源10A/D转换的启动电平启动高电平启动低电平启动脉冲沿启动上升沿启动下降沿启动启动方法软件启动硬件启动启动信号11CPU对ADC转换结果的读取方式程序延时方式程序查询方式中断方式12二、MSP430ADC12介绍ADC12模块是一个转换速度高达200ksps、采样时间可编程的12-bit逐次逼近型模数转换器。由12-bit的SAR核、采样保持电路、模拟开关、参考电压产生与选择电路、ADC时钟选择电路、采样与转换控制电路、16个转换结果存储缓冲器及其对应的16

5、个存储控制寄存器、中断系统、片上集成温度传感器等组成。ADC12可以在没有CPU的参与下，独立实现多达16次的采样、转换和存储操作。ADC12模块可以独立断电，以便于低功耗设计。MSP430X13X,MSP430X14X,MSP43015X和MSP430X16X等芯片中均有ADC12模块。13ADC12模块14ADC12的特点与性能指标：采样率可达200ksps，采样率可编程；分辨率12-bit；内含16路模拟开关，其中8路外部模拟输入，1路内部温度传感器输入等；内含采样保持电路，采样时间可编程；可由软件、Timer_A或Timer_B启动转换过程；参考电压可编程：内部（

6、1.5V或2.5V）、外部；4种转换模式；ADC核和内部参考电源可编程断电，以实现节能；具有中断（子）向量寄存器，供18路ADC中断译码用；具有16个转换结果存储寄存器。1512-BITSARADC参考电压源时钟电路采样/保持器模拟开关采样与转换控制电路结果存储缓冲器与相应的控制寄存器MSP430ADC12原理框图1617ADC12的模数转换部分原理图18NADC=4095,当Vin≥VR+NADC=0,当Vin≤VR-VR+和VR-可由软件编程设置NADC=4095×————Vin－VR-VR+－VR-ADC12的转换结果NADC：19参考电压源VR+,VR-电路20B

7、IS#REFON+REF2_5V,&ADC12CTL0;turnon2.5VrefBIS.B#SREF_1,&ADC12MCTL0;Vr+=Vref+举例：ADC12通道0使用内部2.5V参考电压源SREF2SREF1SREF0001#SREF_121BIS#REFON,&ADC12CTL0;turnon2.5VrefBIS.B#SREF_1,&ADC12MCTL0;Vr+=Vref+举例：ADC12通道0使用内部1.5V参考电压源SREF2SREF1SREF0001#SREF_122举例：VR+使用外部正参考电压源VeREF