瑞薩單片機(jī)RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [5] 配置RA6T2 ADC模塊 (2)

2配置RA6T2 ADC模塊

2.1 ADC規(guī)范

2.1.4 模擬輸入模式

ADC外設(shè)支持以下數(shù)量的單端輸入和差分輸入：

? 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（6對(duì)）。

? 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)）。

有關(guān)模擬通道與可能的輸入模式之間關(guān)系的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參見(jiàn)前文第2.1.1節(jié)“模擬通道”的表格。

2.1.4.1 單端輸入

在單端輸入模式下，將轉(zhuǎn)換模擬通道信號(hào)源的電壓與模擬參考接地電壓 (VREFL0) 之差。

對(duì)于單端輸入，通過(guò)設(shè)置ADDOPCRCn.SIGNSEL（n = 0 至 36）（其中SIGNSEL應(yīng)設(shè)為1）使A/D轉(zhuǎn)換采用無(wú)符號(hào)的數(shù)據(jù)格式。

2.1.4.2 差分輸入

在差分輸入模式下，偶數(shù)編號(hào)的模擬通道用作非反相輸入 (+) (AINP)，奇數(shù)編號(hào)的通道用作反相輸入 (-) (AINN)。將轉(zhuǎn)換非反相輸入 (+) 與反相輸入 (-) 的電壓之差 (AINP - AINN)。

對(duì)于差分輸入，通過(guò)設(shè)置ADDOPCRCn.SIGNSEL（n = 0 至 36）（其中SIGNSEL應(yīng)設(shè)為0）使A/D轉(zhuǎn)換采用有符號(hào)的數(shù)據(jù)格式。

對(duì)于差分輸入模式下的A/D轉(zhuǎn)換，在 ADCHCRn.CNVCS[6:0]（n = 0 至 36）位中選擇差分對(duì)目標(biāo)的非反相輸入 (+) 通道，并在 ADCHCRn.AINMD（n = 0 至 36）位中選擇差分輸入模式。

注：

差分輸入對(duì)是模擬通道編號(hào)為 2i 和 2i + 1 (i = 0, 1, 2, 3, ...) 的通道組合，它們被命名為 ANxxxP 和 ANxxxN (xxx = 000, 002, 004, ...)。不連續(xù)的模擬通道編號(hào)組合或模擬通道編號(hào) 2i - 1 和 2i 的組合不能用作差分輸入對(duì)。

2.1.5 轉(zhuǎn)換方法

RA6T2的A/D轉(zhuǎn)換器單元采用混合式架構(gòu)，兼具SAR型和ΔΣ型ADC的特性。得益于其獨(dú)特架構(gòu)，每個(gè)ADC單元都可以采用以下三種不同的轉(zhuǎn)換方法之一進(jìn)行轉(zhuǎn)換：SAR模式、過(guò)采樣模式和混合模式。

本節(jié)將詳細(xì)介紹三種工作模式的關(guān)鍵特性、重要限制和主要區(qū)別，以幫助指導(dǎo)您根據(jù)轉(zhuǎn)換需求選擇適合自己應(yīng)用的模式。

A/D轉(zhuǎn)換特性取決于所選的轉(zhuǎn)換方法和掃描模式的組合。有關(guān)這些模式如何交互并影響對(duì)實(shí)現(xiàn)16位分辨率的處理的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)后文第2.2節(jié)“以16位深度操作ADC”。

2.1.5.1 SAR模式

在SAR模式下，A/D轉(zhuǎn)換器作為奈奎斯特速率A/D轉(zhuǎn)換器運(yùn)行，使用SAR方法一次對(duì)一個(gè)模擬通道進(jìn)行采樣。

關(guān)鍵特性

? A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)源進(jìn)行一次采樣，然后通過(guò)SAR法進(jìn)行轉(zhuǎn)換

? 快速A/D轉(zhuǎn)換

? 每個(gè)掃描組支持最多8個(gè)通道

? 僅支持單端輸入（自診斷功能除外）

? 支持10位和12位分辨率

限制

(1) 分辨率和精度

SAR模式使用的是12位分辨率A/D轉(zhuǎn)換器，因此只能確保12位的數(shù)據(jù)輸出精度。

但是，如果選擇14位或16位模式，則A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出將在內(nèi)部擴(kuò)展為16位以進(jìn)行計(jì)算處理。在使用A/D轉(zhuǎn)換值相加/平均值計(jì)算功能或用戶增益/用戶偏移功能等情況下，在SAR模式下選擇14位或16位長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)格式可提高計(jì)算分辨率。

(2) 差分輸入

SAR模式僅支持單端輸入（自診斷操作期間除外）。僅在自診斷操作期間可確保在差分輸入模式下執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。

(3) 數(shù)字濾波器功能

如果使能數(shù)字濾波器功能，則在SAR模式下無(wú)法確保正常工作。

2.1.5.2 過(guò)采樣模式

在過(guò)采樣模式下，A/D轉(zhuǎn)換器運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)模擬通道進(jìn)行過(guò)采樣，并通過(guò)NS-SAR方法將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

關(guān)鍵特性

? A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)源進(jìn)行過(guò)采樣，并采用NS-SAR方法進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換

? 高精度A/D轉(zhuǎn)換

? 每個(gè)掃描組支持最多8個(gè)通道

? 支持單端輸入和差分輸入

? 支持10、12、14和16位分辨率

限制

(1) 數(shù)字濾波器功能

在過(guò)采樣模式下，數(shù)字濾波器功能為必需功能。如果不使用數(shù)字濾波器功能，則無(wú)法確保正常進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

2.1.5.3 混合模式

混合模式兼具SAR模式和過(guò)采樣模式的特性。在混合模式下，A/D轉(zhuǎn)換器運(yùn)行時(shí)會(huì)進(jìn)行過(guò)采樣，并通過(guò)NS-SAR方法將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在混合模式下，每次采樣時(shí)，如果切換通道，將同時(shí)對(duì)多個(gè)模擬通道進(jìn)行過(guò)采樣。

關(guān)鍵特性

? A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)源進(jìn)行過(guò)采樣，并采用NS-SAR方法進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換

? 高精度A/D轉(zhuǎn)換

? 以高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行連續(xù)掃描操作

? 每個(gè)掃描組支持最多4個(gè)通道

? 支持單端輸入和差分輸入

? 支持10、12、14和16位分辨率

限制

(1) 掃描組分配

在混合模式下，必須將2-4個(gè)虛擬通道分配給一個(gè)掃描組才能確保正常工作。為了保證ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果，禁止在只有一個(gè)虛擬通道時(shí)執(zhí)行掃描操作。

(2) 虛擬通道分配

在混合模式下，不要將同一模擬通道分配給分配給同一掃描組的多個(gè)虛擬通道，以保證操作。

(3) 數(shù)字濾波器功能

在混合模式下，數(shù)字濾波器功能為必需功能。如果不使用數(shù)字濾波器功能，則無(wú)法確保正常進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

由于同時(shí)使用多個(gè)數(shù)字濾波器，通過(guò) ADDOPCRAn.DFSEL[2:0]（n = 0至36）位選擇的數(shù)字濾波器必須設(shè)置為與同一掃描組內(nèi)的虛擬通道互斥。如果通過(guò)同一掃描組內(nèi)的多個(gè)虛擬通道選擇同一數(shù)字濾波器，則無(wú)法確保正常工作。

(4)A/D轉(zhuǎn)換值相加/平均值計(jì)算功能

在混合模式下使用A/D轉(zhuǎn)換值相加/平均值計(jì)算功能時(shí)，將同一掃描組內(nèi)所有虛擬通道的相加/平均值計(jì)算次數(shù)設(shè)置為相同的值，以確保正常工作。

(5) 后臺(tái)連續(xù)掃描模式的觸發(fā)間隔

在混合模式 – 后臺(tái)連續(xù)掃描模式組合下，AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)觸發(fā)信號(hào)的輸入時(shí)間應(yīng)晚于以下時(shí)間間隔結(jié)束之后：

? 不使用觸發(fā)延時(shí)功能，或使用軟件觸發(fā)時(shí)：8個(gè)ADCLK周期或更大值

? 使用觸發(fā)延時(shí)功能時(shí)：(8 + (ADTRGDLRm.TRGDLYn[7:0] 的設(shè)定值)) × ADCLK 周期數(shù)或更大值，其中m = 0至4，n = 0至8

如果違反此限制，則會(huì)不接受該A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)觸發(fā)信號(hào)并將其忽略。