526互联

IMX6ULL ADC控制器

发布时间 2023-10-30 20:40:00作者: fuzidage

ADCx_CFG(x=1~2) 配置寄存器

image
OVWREN (bit16)：数据复写使能位，为 1 的时候使能复写功能，为 0 的时候关闭复写功能。
AVGS(bit15:14)：硬件平均次数，只有当 ADC1_GC 寄存器的 AVGE 位为 1 的时候才有效
image
ADTRG(bit13)：转换触发选择。为 0 的时候选择软件触发，为 1 的时候，不选择软件触发。
REFSEL(bit12:11)：参考电压选择，为 00 时选择 VREFH/VREFL 这两个引脚上的电压为参考电压，正点原子 ALPHA 开发板上 VREFH 为 3.3V，VREFL 为 0V。
ADHSC(bit10)：高速转换使能位，当为 0 时为正常模式，为 1 时为高速模式。
ADSTS(bit9:8)：设置 ADC 的采样周期，与 ADLSMP 位一起决定采样周期：
image
image
ADLSMP(bit4)：长采样周期使能位，当值为 0 时为短采样周期模式，为 1 时为长采样周期模式。搭配 ADSTS 位一起控制 ADC 的采样周期。
MODE(bit3:2)：选择转换精度：
image
ADICLK(bit1:0)：输入时钟源选择，为 00 的时候选择 IPG Clock，为 01 的时候选择 IPG Clock/2，为 10 的时候无效，为 11 的时候选择呢 ADACK。本教程我们设置为 11，也就是选择ADACK 为 ADC 的时钟源。

ADCx_GC 通用控制寄存器

image
CAL(bit7)：当该位写入 1 时，硬件校准功能将会启动，校准过程中该位会一直保持 1，校准完成后会清 0，校准完成后需要检查一下ADC_GS[CALF]位，确认校准结果。
ADCO(bit6)：连续转换使能位，只有在开启了硬件平均功能时有效，为 0 时只能转换一次或一组，当 ADCO 为 1 时可以连续转换或多组。
AVGE(bit5)：硬件平均使能位。为 0 时关闭，为 1 时使能。
ACFE(bit4)：比较功能使能位。为 0 时关闭，为 1 时使能。
ACFGT(bit3)：配置比较方法，如果为 0 的话就比较转换结果是否小于 ADC_CV 寄存器值，如果为 1 的话就比较装换结果是否大于或等于 ADC_CV 寄存器值。
ACREN(bit2)：范围比较功能使能位。为 0 的话仅和 ADC_CV 里的 CV1 比较，为 1 的话和 ADC_CV 里的 CV1、CV2 比较。
ACREN(bit2)：范围比较功能使能位。为 0 的话仅和 ADC_CV 里的 CV1 比较，为 1 的话和 ADC_CV 里的 CV1、CV2 比较。
DMAEN(bit1)：DMA 功能使能位，为 0 是关闭，为 1 是开启
ADACKEN(bit0)：异步时钟输出使能位，为 0 是关闭，为 1 时开启

ADCx_GS 通用状态寄存器

image
AWKST(bit2)：异步唤醒中断状态，为 1 时表示发生了异步唤醒中断。为 0 时没有发生异步中断。
CALF(bit1)：校准失败标志位，为 0 的时候表示校准正常完成，为 1 的时候表示校准失败。
ADACT(bit0)：转换活动标志，为 0 的时候表示转换没有进行，为 1 的时候表示正在进行转换。

ADCx_HS 状态寄存器（COCO0表示转换完成）

COCO0(bit0)：每次转换完成此位就会被置 1。

ADCx_HC0 控制寄存器

image
AIEN(bit7)：转换完成中断控制位，为 1 的时候打开转换完成中断，为 0 的时候关闭。
ADCH(bit4:0)：转换通道选择，可以设置为 00000~01111 分别对应通道 0~15。11001 为内部通道，用于 ADC 自测。

ADCx_R0 数据寄存器

image

流程代码

1、初始化 ADC1_CH1
//初始化 ADC1_CH1，配置 ADC 位数，时钟源，采样时间等。
2、校准 ADC
//ADC 在使用之前需要校准一次。
3、使能 ADC
//配置好 ADC 以后就可以开启了。
4、读取 ADC 值
//ADC 正常工作以后就可以读取 ADC 值。

初始化和使能

void adc1ch1_init(void) {
	ADC1->CFG = 0;
	ADC1->CFG |= (2 << 2) | (3 << 0);
	ADC1->GC = 0;
	ADC1->GC |= 1 << 0;
}

/* CFG寄存器
* bit16 0 关闭复写功能
* bit15:14 00 硬件平均设置为默认值，00的时候4次平均，
* 但是得ADC_GC寄存器的AVGE位置1来使能硬件平均
* bit13 0 软件触发
* bit12:1 00 参考电压为VREFH/VREFL，也就是3.3V/0V
* bit10 0 正常转换速度
* bit9:8 00 采样时间2/12，ADLSMP=0(短采样)的时候为2个周期
* ADLSMP=1(长采样)的时候为12个周期
* bit7 0 非低功耗模式
* bit6:5 00 ADC时钟源1分频
* bit4 0 短采样
* bit3:2 10 12位ADC
* bit1:0 11 ADC时钟源选择ADACK
/
/ GC寄存器
* bit7 0 先关闭校准功能，后面会校准
* bit6 0 关闭持续转换
* bit5 0 关闭硬件平均功能
* bit4 0 关闭比较功能
* bit3 0 关闭比较的Greater Than功能
* bit2 0 关闭比较的Range功能
* bit1 0 关闭DMA
* bit0 1 使能ADACK
*/

自动校准

status_t adc1_autocalibration(void) {
	status_t ret  = kStatus_Success;

	ADC1->GS |= (1 << 2);   /* 清除CALF位，写1清零 */
	ADC1->GC |= (1 << 7);   /* 使能校准功能 */

	/* 校准完成之前GC寄存器的CAL位会一直为1，直到校准完成此位自动清零 */
	while((ADC1->GC & (1 << 7)) != 0) { 
		/* 如果GS寄存器的CALF位为1的话表示校准失败 */
		if((ADC1->GS & (1 << 2)) != 0) {
			ret = kStatus_Fail;
			break;
		}
	}

	/* 校准成功以后HS寄存器的COCO0位会置1 */
	if((ADC1->HS  & (1 << 0)) == 0) 
		ret = kStatus_Fail;

	/* 如果GS寄存器的CALF位为1的话表示校准失败 */
		if((ADC1->GS & (1 << 2)) != 0) 
		ret = kStatus_Fail;
	return ret;
}

获取ADC原始值

unsigned int getadc_value(void) {
	/* 配置ADC通道1 */
	ADC1->HC[0] = 0;            /* 关闭转换结束中断    */
	ADC1->HC[0] |= (1 << 0);     /* 通道1            */

	while((ADC1->HS & (1 << 0)) == 0);  /* 等待转换完成 */

	return ADC1->R[0];    /* 返回ADC值 */
}

获取ADC原始值（多次取平均）

unsigned short getadc_average(unsigned char times)
{
	unsigned int temp_val = 0;
	unsigned char t;
	for(t = 0; t < times; t++){
		temp_val += getadc_value();
		delayms(5);
	}
	return temp_val / times;
}

获取模数转换后的电压

由于精度为12 bit, ADC范围为[0, 4095]。同时电压满输出时为3.3v，因此当ADC数据拉满，得到3300mv，也就是3.3v

unsigned short getadc_volt(void)
{
	unsigned int adcvalue=0;
	unsigned int ret = 0;
	adcvalue = getadc_average(5);
	ret = (float)adcvalue * (3300.0f / 4096.0f);    	/* 获取计算后的带小数的实际电压值 */
	return  ret;
}