STM8S——Analog/digital converter (ADC)

1、ADC1 and ADC2 are 10-bit successive approximation Anolog to Digital Converters.

  所谓successive approximation,是逐次逼近的意思;

  逐次逼近型ADC解释详见——博客http://blog.sina.com.cn/s/blog_a438e5290102wakc.html

2、ADC分为ADC1和ADC2,ADC1的功能相比起ADC2更为强大,我们使用的是ADC1;

3、ADC有多种模式:(1)Single mode(2)Continuous mode(3)Buffered continuous mode(4)Single scan mode(5)Continuous scan mode

我们选用Continuous mode来实现,主要实现步骤:

(1)模式选择:set CONT bit in the ADC_CR1 register (bit1),表示选择Continuous型;

       clear DBUF bit in the ADC_CR3 register (bit7),表示no-buffering型的Continuous。

(2)转换配置:set EOCIE bit in the ADC_CSR register (bit 5),表示EOC中断使能;

    在转换完成之后,硬件会自动将EOC(End of Conversion)flag置1,表示一次转换完成,进入下一次转换时需要在代码中将其清0;

    而EOCIE位是EOC 中断的使能位,当EOCIE为1时,允许EOC中断。

(3)开始转换:set ADON bit in the ADC_CR1 register (bit0)。

(4)转换完后的数据存放在ADC_DR register中,只需读取寄存器中的内容即可获得答案。

(5)停止转换:reset ADON bit,更直接的是将ADC_CR1 register赋值为0x00。

说明:

(*)DBUF=1(Buffered continuous mode)时,转换后的数据存放在ADC_DBxR(x=or 0...7 or 0...9)中;

  而DBUF=0时,转换后的数据存放在ADC_DR中; 

(*)由于ADC1和ADC2都是10-bit,一个8bit的寄存器装不下,所以在数据存放寄存器ADC_DR中,分为ADC_DRH和ADC_DRL;

  我们采用右对齐的方式(ADC1_ALIGN_RIGHT)存储转换后的数据;所以10bit中的低8bit(D7...D0)存放在ADC_DRL中;剩下的2bit(D9、D8)存放在ADC_DRH的低位中,ADC_DRH的其余位全置0。同样的ADC1_ALIGN_LEFT为左对齐方式。

  说了这么多废话,其实只需要我们选择ADC1_ALIGN_RIGHT即可,其他操作都已经内部封装好了。

4、(软件部分)根据以上步骤开始编程:

(1)首先申请一个PIN脚给ADC,我们申请E6脚(第24脚)

  GPIO_Init(GPIOE, GPIO_PIN_6, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);;

(2)初始化ADC的各类寄存器,清零;

(3)配置ADC1:

//1.Continuous conversion mode //2.specifies 9 channels to convert //3.Prescaler selection fADC1 = fcpu/2 //4.Conversion from Internal TIM1 TRGO event //5.ADC1_ExtTrigger DISABLE //6.Data alignment right //7.Schmitt trigger disable on AIN9 //8.ADC1_SchmittTriggerState DISABLE

  ADC1_Init(ADC1_CONVERSIONMODE_CONTINUOUS, ADC1_CHANNEL_9, ADC1_PRESSEL_FCPU_D2, \     ADC1_EXTTRIG_TIM, DISABLE, ADC1_ALIGN_RIGHT, ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL9,\     DISABLE);

(4)允许EOC中断,即将EOCIE置1,即ADC_CSR赋值为(uint8_t)0x20或(uint16_t)0x020;

(5)打开通用中断:enableInterrupts();

(6)开始转换:将ADON置1,即ADC_CR1赋值为(uint8_t)0x01;

 1 void main(void)
 2 { 
 3   /*  Init GPIO for ADC1 */
 4   GPIO_Init(GPIOE, GPIO_PIN_6, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT); //pin E6 ,24
 5   
 6   /* De-Init ADC peripheral*/
 7   ADC1_DeInit(); //reset registers
 8 
 9   /* Init ADC1 peripheral */
10   ADC1_Init(ADC1_CONVERSIONMODE_CONTINUOUS, ADC1_CHANNEL_9, ADC1_PRESSEL_FCPU_D2, \
11             ADC1_EXTTRIG_TIM, DISABLE, ADC1_ALIGN_RIGHT, ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL9,\
12             DISABLE);
13 
14   /* Enable EOC interrupt */
15   ADC1_ITConfig(ADC1_IT_EOCIE, ENABLE);
16 
17   /* Enable general interrupts */  
18   enableInterrupts();
19   
20   /*Start Conversion */
21   ADC1_StartConversion();
22 }

(7)中断处理,当EOC被硬件置1并产生中断,触发INTERRUPT_HANDLER(ADC1_IRQHandler, 22)

  中断便是传输结束,所以这时我们应该读取数据并且重置EOC准备下一次转换;

  读取数据:ADC1_GetConversionValue(void),内部函数,根据设置的左(右)对齐方式,返回一个16位的转换后的数据;

  清除EOC:将EOC重新写0;

(8)到这里已经完成了所有的操作,由于我们选用的是Continuous mode,所以只要我们没有将ADON写回0,转换就不会停,一轮接一轮的循环下去;

  但为了便于我们观察,可以在每一轮之后将ADON写0(在中断中写),这样在主函数里设置一个断点,并查看16位的返回值就可以观察到结果。

 1 INTERRUPT_HANDLER(ADC1_IRQHandler, 22)
 2  {
 3    /* Get converted value */
 4    Conversion_Value = ADC1_GetConversionValue();
 5 
 6    /* Clear EOC */
 7    ADC1_ClearITPendingBit(ADC1_IT_EOC);
 8    
 9    /* Stop Continuous Conversion */
10    ADC1->CR1 = 0x00;
11  }

5、硬件部分:

(1)将STM8S105单片机的第24脚外接一个10K的电阻,再由电阻另一端接一根导线;由接地端再接出一根导线,将两条导线分别接入稳压电源器的正负极;

(2)设置断点并运行程序,调节稳压电源器的电压(0-5V),可以发现不同的电压值会对应一个不同的16bit数;

(3)平均每增加0.05V,示数会增加一个10。

注意:24脚外一定要接一个电阻保护电路,否者在打开稳压电源器的瞬间,可能因为瞬间电流过大而击穿单片机。

我是照着一个ADC2的例子修改实现本次实验的,ADC2有的函数ADC1都有,而写ADC1实现得更多,所以在将ADC2改成ADC1时,存在着很多陷阱(函数参数、中断类型等);

但是真正弄明白我们需要拿ADC1实现什么, 又需要对ADC1做什么操作后,这些陷阱还是可以慢慢爬出来的;

ADC1能实现的东西还有很多,比如Buffered continuous mode、analog watchd等,由于我们的实验没有用到,就先不做说明。

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