第二部分 基础篇-第7章 CC2530温度串口显示(ADC电压表)

1 理论分析

1.1 CC2530 的 ADC 介绍

CC2530 的 ADC 支持多达 14 位的模拟数字转换，具有多达 12 位的 ENOB（有效数字位）。它包括一个模拟多路转换器，具有多达 8 个各自可配置的通道；以及一个参考电压发生器。转换结果通过 DMA 写入存储器。还具有若干运行模式。

图1 ADC方框图
ADC 的主要特性如下：
 可选的抽取率，这也设置了分辨率（7 到 12 位）8 个独立的输入通道，可接受单端或差分信号
 参考电压可选为内部单端、外部单端、外部差分或 AVDD5
 产生中断请求
 转换结束时的 DMA 触发
 温度传感器输入
 电池测量功能

图2 ADC 操作
图2是 CC2530ADC 的操作图，这里面就是讲解 ADC 是怎么操作的，待会我们的实验就按照这个图来开展。

1.2流程图

下面是本实验的流程图，大家可以结合这个图来学习编写程序

图3 流程图

2实验详解

2.1实验目的

1）、通过实验掌握CC2530 芯片串口配置与使用；
2）、集到内部温度传感器信息通过串口发送到上位机。

2.2实验设备

硬件：PC 机一台 ZB2530（底板、核心板、仿真器、USB 线） 一套
软件：2000/XP/win7 系统，IAR 8.20 集成开发环境、串口助手

2.3相关电路图

图4 FT232

图5 USB

2.4实验分析

本实验需要用到IO口串口、中断及ADC等寄存器，在前面已经对IO口、串口、中断等寄存器详细分析了，在此只给出ADC相关的寄存器。

表1 ADC控制1

表2 ADC控制2

表3 ADC控制3
ADCCON3 (0xB6)–ADC控制3

表4测试寄存器0

表5 模拟测试控制

2.5参考代码（部分代码）

/**Includes*********************************************************************/
#include <iocc2530.h>
#include "adc.h"
#include "uart.h"
#include "led.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/**函数声明*********************************************************************/
void DelayMS(uint msec);
void ClockInit(void);
void InitUart(void);
void UartTX_Send_String(char *Data,int len);
void format(float vol, char buf[6]);
float getVol(void);

/**
  * @brief     主函数
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void  main(void)
{
  uchar i=0;
  char vol[6];
  float average;
  float temp;
  P1_0 = 0;
  ClockInit();
  InitUart();
  SET_IO_PORT_DIR(1,0,IO_OUT);         //设置LED，作为ADC采样进行的标志
  IO_FUNC_PORT_PIN(1, 0, IO_FUNC_GIO); //INIT_LED(); 
  IEN0 = IEN1 = IEN2 =0;

  while(1)
  { 
   for(i=0; i<16; i++)//取16次电压的平均值
   {
     temp = getVol();
     average += temp;
   }
   average = average / 16;
   format(average, vol);
   UartTX_Send_String(vol,6);  //向串口发送数据
   //UartTX_Send_String("\r",1); //发送换行
   P1_0 = ~P1_0;
   DelayMS(2000); //两秒钟发一次
   average = 0.0;
  }
}      


/**
  * @brief     延时函数
  * @param     msec 延时参数，值越大延时越久
  * @retval    None
  * @attention 以毫秒为单位延时 16M时约为535,32M时要调整,系统时钟不修改默认为16M
  */
void DelayMS(uint msec)
{  
  uint i,j;

  for (i=0; i<msec; i++)
    for (j=0; j<1070; j++);
}


/**
  * @brief     初始化时钟参数
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void ClockInit(void)
{
    CLKCONCMD = 0x28;           //时器计数时钟设定为1M Hz,  系统时钟设定为32 MHz 
    while(CLKCONSTA & 0x40);    //等晶振稳定
}


/**
  * @brief     串口初始化函数
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void InitUart(void)
{ 
  PERCFG = 0x00;           //外设控制寄存器 USART 0的IO位置:0为P0口位置1 
  P0SEL = 0x0c;            //P0_2,P0_3用作串口（外设功能）
  P2DIR &= ~0XC0;          //P0优先作为UART0

  U0CSR |= 0x80;           //设置为UART方式
  U0GCR |= 11;                     
  U0BAUD |= 216;           //波特率设为115200
  UTX0IF = 0;              //UART0 TX中断标志初始置位0
}


/**
  * @brief     串口发送函数
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void UartTX_Send_String(char *Data,int len)
{
  int j;
  for(j=0;j<len;j++)
  {
    U0DBUF = *Data++;
    while(UTX0IF == 0);
    UTX0IF = 0;
  }
  U0DBUF = 0x0A;        // 换行
  while(UTX0IF == 0);
    UTX0IF = 0;
}

/**
  * @brief     格式化函数 将电压值转换成数组
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void format(float vol, char buf[6])
{
    char ge = 0;           //个位
    char fen = 0;          //分位
    char shifen = 0;       //十分位
    char baifen = 0;       //百分位
    uint i = 0;
    vol = vol*1000;        //扩大1000倍
    i = (uint)vol;         //转换为整形
    ge = (i / 1000) + 0x30;//转成字符
    fen = (i / 100 % 10) + 0x30;
    shifen =(i % 100 / 10) + 0x30;
    baifen = (i % 10) + 0x30;
    buf[0] = ge;
    buf[1] = '.';
    buf[2] = fen;
    buf[3] = shifen;
    buf[4] = baifen;
    buf[5] = 'v';
}

/**
  * @brief     单次采样，采用端口为P0.6
  * @param     None
  * @retval    float
  */
float getVol(void)
{
  uchar i = 0;
  uint value = 0;
  long uint AdcValue = 0;     //防止溢出
  float vol = 0.0;
  SET_IO_PORT_DIR(0,6,IO_IN); //设置P0..6为输入模式
  ADC_ENABLE_CHANNEL(6);      //使能通道6作为ADC的采样通道
  for(i=0; i<4; i++)
  {
    ADC_SINGLE_CONVERSION(ADC_REF_AVDD | ADC_12_BIT | ADC_AIN6);//片上3.3V参考电压,12位，6通道
    ADC_SAMPLE_SINGLE(); 
    while(!(ADCCON1 & 0x80));              //等待AD转换完成
    /*value =  ADCL >> 2;                  //ADCL寄存器低2位无效
    value |= (((uint)ADCH) << 6); */    
    value = ADCL>>4;                      
    value |= (((uint)ADCH) << 4);         
    AdcValue += value;  
  }
  AdcValue = AdcValue >> 2;                 //累加除以4，得到平均值
  if(AdcValue > 4096)   // 输入的电压0V时，因为会满量程，检测到AdcValue的12位值为0xfff
    AdcValue = 0;
  vol = (float)(AdcValue/(float)2048)*3.3;  //换算成电压值

  return vol;
}

2.6实验现象

P0.6接底板上的3.3V和GND，波特率特率115200 8N10V 是 P06 接入 GND，3.3V 是 P06 接入 VCC
1.调整可调电阻；
2.下载程序到开发板中。打开串口助手设置参考为准；
3.观察串口数据的变化。

图6

2.7 实验总结

通过本实验，大家需要掌握以下 2 点：
 ADC 的主要特性如下：
(1) 可选的抽取率，这也设置了分辨率（7 到 12 位）
(2) 8 个独立的输入通道，可接受单端或差分信号
(3) 参考电压可选为内部单端、外部单端、外部差分或 AVDD5
(4) 产生中断请求
(5) 转换结束时的 DMA 触发
(6) 温度传感器输入
(7) 电池测量功能
 使用 ADC 的流程：
(1) P0.6 管脚设置为输入；
(2) 设置参考电压；
(3) 设置转换精度及 ADC 输入管脚；
(4) 读取转换结果并显示。

附:管理 ADC 的寄存器类型

●ADCL (0xBA) – ADC 数据低位
●ADCH (0xBB) – ADC 数据高位
●ADCCON1 (0xB4)–ADC 控制 1
●ADCCON2 (0xB5)–ADC 控制 2
●ADCCON3 (0xB6)–ADC 控制 3
●TR0 (0x624B) –测试寄存器 0

本章参考代码

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