帶32位MCU和高精度ADC的SoC產(chǎn)品-SD93F系列開發(fā)指南（九）

01

前言

在開發(fā)指南（八）中，我們給大家講解了24位高精度ADC—SD ADC，本章我們?cè)俳o大家講解12位高速ADC—SAR ADC的基本使用方法，參考應(yīng)用手冊(cè)第28章節(jié)。

02

SAR ADC結(jié)構(gòu)

我們首先來看一下SAR ADC的功能框圖如下圖1，SAR MUX 為一個(gè)多路選通器，多個(gè)信號(hào)都可以選擇進(jìn)入 SAR ADC 進(jìn)行測(cè)試。SAR Buf 為一個(gè) rail to rail 輸入/輸出 buffer，輸入范圍接近于0~AVDDR，為保證BUFF性能，輸入范圍0.1V~AVDDR-0.1V。

使用 SAR Buf 可以提高芯片的輸入阻抗，但要求輸入信號(hào)的帶寬小于 10kHz（當(dāng) SAR Buf 為高速模式時(shí)）。

圖1.SD ADC功能框圖

03

軟硬件配置

SAR ADC軟件的配置如下圖2：

圖2.SAR ADC配置

首先要使能SAR ADC時(shí)鐘源，然后調(diào)用庫函數(shù)對(duì)SAR ADC進(jìn)行初始化，我們打開SAR ADC BUF，選擇高速模式，輸入通道選擇為A3，continue模式，工作在大電流模式，采樣周期選擇64個(gè)SAR ADC時(shí)鐘，采樣時(shí)鐘選擇3MHz，而后使能SAR ADC，SAR ADC的基準(zhǔn)電壓固定為AVDDR。

初始化配置完成后，需要進(jìn)行校準(zhǔn)，這里我們選擇校準(zhǔn)周期為16個(gè)SAR ADC時(shí)鐘，校準(zhǔn)16次，而后使能校準(zhǔn)，等待自動(dòng)校準(zhǔn)結(jié)束，清除校準(zhǔn)結(jié)束標(biāo)志位，校準(zhǔn)完成后再開啟SAR ADC轉(zhuǎn)換使能。

詳細(xì)校準(zhǔn)流程可參考應(yīng)用手冊(cè)28.4.2 SAR ADC校準(zhǔn)章節(jié)，如圖3：

圖3.SAR ADC校準(zhǔn)

然后我們編寫SAR ADC測(cè)試程序，如下圖4：

圖4.SAR ADC測(cè)試程序

整個(gè)測(cè)試流程與SD ADC一致，等待SAR ADC轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志位置1，再將標(biāo)志位清0，然后獲取ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果并將ADC碼值緩存，最后通過串口將數(shù)據(jù)以16進(jìn)制發(fā)送出去，同時(shí)通過LCD驅(qū)動(dòng)將ADC碼值顯示在液晶屏上。

在軟件配置中，我們選擇了A3作為輸入通道，參考電壓為AVDDR=2.4V，并且SAR ADC是沒有放大倍數(shù)的，所以我們用兩個(gè)電阻分壓得到一個(gè)AVDDR/2的電壓約1.2V，連接到A3作為SAR ADC的輸入信號(hào)，測(cè)試結(jié)果如下圖5：

圖5.SAR ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示

我們按照公式：Vin= DEC*AVDDR/2^12，圖上顯示07ff為16進(jìn)制，需要轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制2047，所得結(jié)果Vin=2047*2.4/4096=1.199V，計(jì)算結(jié)果正確，也可以更換其他大小的信號(hào)按照上述計(jì)算過程驗(yàn)證準(zhǔn)確性。

04

開發(fā)問題簡(jiǎn)析

要理解CALEN、SAREN和SAR_ADC_EN三個(gè)使能位的功能，必須先使能SAR_ADC_EN，再使能CALEN/SAREN。

當(dāng) SAR_ADC_EN=1 且 CALEN/SAREN=0 時(shí)，不要同時(shí)進(jìn)行 SAR_ADC_EN 的清零和 CALEN /SAREN的置 1 動(dòng)作。否則 SAR_ADC_EN 的清零是成功的，CALEN/SAREN 的置 1 是失敗的。

若是在使用中途改變了SAR ADC配置，需重新校準(zhǔn)。

采樣速率的計(jì)算需要將采樣周期數(shù)和轉(zhuǎn)換周期數(shù)相加作為一個(gè)完整周期，轉(zhuǎn)換周期數(shù)固定為12。

05

總結(jié)

本章簡(jiǎn)單介紹了SAR ADC模塊功能的使用，應(yīng)用上可靈活選擇輸入通道，監(jiān)測(cè)不同信號(hào)。

審核編輯：劉清