RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作之配置RA6T2 ADC模塊

?

2?配置RA6T2 ADC模塊

RA6T2 MCU包含兩個(gè)噪聲整形SAR型A/D轉(zhuǎn)換器單元，二者采用混合式架構(gòu)，兼具SAR型和ΔΣ調(diào)制型的特性。

RA6T2 ADC與其他RA MCU ADC模塊的不同之處在于其可用功能的數(shù)量更多，其中包括利用過(guò)采樣和噪聲整形逐次逼近技術(shù)實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展16位分辨率。豐富多樣的設(shè)置、功能和轉(zhuǎn)換方法使用戶能夠針對(duì)所需的應(yīng)用定制轉(zhuǎn)換器配置。

2.1 ADC規(guī)范

本節(jié)將回顧《RA6T2硬件用戶手冊(cè)》(HW UM) 中指定的以及/或者可使用靈活配置軟件包 (FSP) API進(jìn)行配置的ADC外設(shè)的主要可用設(shè)置和功能。每項(xiàng)設(shè)置都有詳盡的說(shuō)明，以便用戶了解其對(duì)A/D操作和轉(zhuǎn)換的影響。

2.1.1 模擬通道

模擬通道是要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)的物理源。模擬通道包含以下各項(xiàng)：

模擬輸入通道：模擬輸入的A/D轉(zhuǎn)換通道，信號(hào)源為MCU的I/O引腳。

擴(kuò)展模擬通道：MCU內(nèi)部的模擬信號(hào)源（如溫度傳感器、內(nèi)部參考電壓和D/A轉(zhuǎn)換器）的A/D轉(zhuǎn)換通道。

模擬通道支持單端輸入和差分輸入?？偣灿凶疃?9個(gè)模擬輸入通道可用，計(jì)算所依據(jù)的條件如下：

? A/D轉(zhuǎn)換器單元0 (ADC0) 可選擇最多21個(gè)支持單端輸入的模擬通道和最多12個(gè)支持差分輸入的模擬通道（捕獲最多6個(gè)差分信號(hào)）。

? A/D轉(zhuǎn)換器單元1 (ADC1) 可選擇最多17個(gè)支持單端輸入的模擬通道和最多8個(gè)支持差分輸入的模擬通道（4對(duì)）。

? ADC0和ADC1共用9個(gè)模擬輸入通道。

模擬輸入通道的可用配置如下表所示：

表1. 模擬通道的可用配置列表

注：

1. 請(qǐng)勿從A/D轉(zhuǎn)換器單元0和1對(duì)同一信號(hào)源執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。

2. 僅在已禁用可編程增益放大器 (PGA) 且PGA設(shè)置為單端輸入時(shí)，ANx才能作為模擬輸入通道用于進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。如果已使能PGA，則ANx用作PGAVSS引腳。請(qǐng)勿對(duì)ANx執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。無(wú)論P(yáng)GA的使能/禁用設(shè)置如何，如果PGA設(shè)置為偽差分輸入，則無(wú)法對(duì)ANx執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。

3. 如果在單端或偽差分輸入模式下使用PGA，則A/D將轉(zhuǎn)換PGA的輸出，PGAINn（n = 0 至 3）對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換通道應(yīng)設(shè)置為單端輸入。

4. 使用PGA或PGA設(shè)置為偽差分模式時(shí)，不能使用通道專用采樣保持電路的SHINxN（反相輸入 (-)）。

5. 當(dāng)通道專用采樣保持電路用于單端輸入時(shí)，SHINxP（非反相輸入 (+)）通道和SHINxN（反相輸入 (-)）通道不得分配給同一掃描組（x = 0 至 2，4 至 6）。

6. 如果使用差分輸入執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)將偶數(shù)編號(hào)的通道設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換目標(biāo)。對(duì)于差分輸入，偶數(shù)編號(hào)的通道用作非反相輸入，奇數(shù)編號(hào)的通道用作反相輸入 (-)。

擴(kuò)展模擬輸入通道的可用配置如下表所示：

表2. 擴(kuò)展模擬通道的可用配置列表

注：

1. 請(qǐng)勿從A/D轉(zhuǎn)換器單元0和單元1對(duì)同一信號(hào)源執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。

2. 擴(kuò)展模擬功能（自診斷功能除外）僅支持單端輸入。請(qǐng)勿設(shè)置為差分輸入。

3. 自診斷功能僅支持差分輸入。

2.1.2 虛擬通道

虛擬通道是一組寄存器，用于存儲(chǔ)模擬通道的A/D轉(zhuǎn)換配置，包括但不限于模擬通道的選擇、A/D轉(zhuǎn)換的可選設(shè)置、A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理方法以及掃描組分配等。

在執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換之前，模擬通道應(yīng)分配給任一虛擬通道，而虛擬通道應(yīng)分配給某個(gè)掃描組。模擬通道、虛擬通道和掃描組之間的關(guān)系將在第2.1.3節(jié)中進(jìn)行更詳細(xì)的介紹。

注：

? 一個(gè)虛擬通道只能分配給一個(gè)掃描組。

? 在以下情況下，可將一個(gè)模擬通道分配給多個(gè)虛擬通道：

同一模擬通道要在不同的掃描組內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，或者

同一模擬通道要在同一掃描組內(nèi)進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換

? 如果同一模擬通道要在同一掃描組內(nèi)使用多個(gè)虛擬通道執(zhí)行多次A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)結(jié)合使用FIFO功能。

2.1.3 掃描組

掃描組是一組模擬通道，用于在掃描操作中執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。要使用掃描組，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

? 將要執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換的模擬通道分配給所需的虛擬通道

? 將該虛擬通道分配給掃描組

? 將該掃描組分配給特定的A/D轉(zhuǎn)換器

下圖所示為模擬通道、虛擬通道和掃描組之間的關(guān)系示例。圖中顯示了每個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器在掃描操作期間的模擬通道分配和最終的轉(zhuǎn)換順序。

圖3. 描述掃描組分配的配置示例

可為單個(gè)掃描組分配多個(gè)虛擬通道。轉(zhuǎn)換方法將決定虛擬通道的數(shù)量范圍，如下所述：

? SAR模式：每個(gè)掃描組包含最多8個(gè)虛擬通道

? 過(guò)采樣模式：每個(gè)掃描組包含最多8個(gè)虛擬通道

? 混合模式：每個(gè)掃描組包含2到4個(gè)虛擬通道

如果分配給一個(gè)掃描組的虛擬通道數(shù)超過(guò)最大數(shù)量，將按升序?qū)νǖ肋M(jìn)行轉(zhuǎn)換，而超過(guò)最大數(shù)量之后的通道不會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

注：

? 分配給特定掃描組的虛擬通道應(yīng)僅分配給可由該ADC單元轉(zhuǎn)換的模擬通道。

如果其中包含任何無(wú)法由指定ADC單元轉(zhuǎn)換的模擬通道，將引發(fā)未定義的轉(zhuǎn)換。

? 對(duì)于混合模式，需要將至少2個(gè)虛擬通道分配給一個(gè)掃描組才能確保正常工作。

? 如果分配給一個(gè)掃描組的虛擬通道數(shù)超過(guò)最大數(shù)量，將按升序?qū)νǖ肋M(jìn)行轉(zhuǎn)換，而超過(guò)最大數(shù)量之后的通道不會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

審核編輯：劉清