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第9章 單片機模數轉換器ADC 1 A/D轉換實驗電路 2 使用單片機內部的10位ADC轉換器 (1) ADC相關的特殊功能寄存器 (2) 實例代碼 1 A/D轉換實驗電路 模數轉換就是將電路中連續變化的模擬電壓信號轉換為單片機可以識別的數 字信號，簡稱為A/D，實現模擬信號轉換成數字信號的器件稱為模數轉換器, 稱為ADC，ADC有專用的集成電路芯片，現在的新型單片機內部一般也集成有 ADC模塊。
(1) ADC相關的特殊功能寄存器 1、 P1口模擬功能控制寄存器P1ASF，各位定義如表9-1所示，如果要使用相應 口的ADC輸入功能，需將P1ASF特殊功能寄存器中的相應位置為1,比如：P1ASF |= 0x02; // 開啟P1.1口的ADC輸入功能。 表9-1 P1ASF（復位值為0000 0000B） 位 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 位名稱 | P17ASF | P16ASF | P15ASF | P14ASF | P13ASF | P12ASF | P11ASF | P10ASF |
2、ADC控制寄存器ADC_CONTR，各位定義如表9-2所示。 表9-2 ADC_CONTR（復位值為0000 0000B）
① ADC_POWER：ADC電源控制位。 0：關閉ADC電源。 1：打開ADC電源。 ② SPEED1、SPEED0：ADC轉換速度控制位, 如表9-3所示，當被采樣信號變化 頻率較高時應使用高的轉換頻率（比如用ADC采樣電路波形實現簡易的示波 器），當對功耗限制嚴格時應使用低的轉換頻率。 表9-3 ADC轉換速度控制
③ ADC_FLAG：A/D轉換結束標志位。 A/D轉換完成后，ADC_FLAG = 1，可由該位申請產生中斷，或者由軟件查詢該標志位判 斷A/D轉換是否結束，此標志只能由軟件清零。 ④ ADC_START：A/D轉換啟動控制位，ADC_START=1，啟動轉換，轉換結束后為0。 ⑤ CHS2、CHS1、CHS0：模擬輸入通道選擇，如表所示。
3、ADC轉換結果寄存器 ADC_RES、ADC_RESL ADC_RES[7:0]存放高8位ADC結果，ADC_RESL[1:0]存放低2位ADC結果。 ADC轉換結果計算公式如下（Vin為模擬輸入電壓，Vcc為單片機實際供電電壓）： Vin = Vcc ×(ADC_RES[7:0],ADC_RESL[1:0])/1023 9.2.2、實例代碼 9.2.2、實例代碼 例9.1 IAP15W4K58S4單片機A/D轉換程序，查詢方式，測量結果電壓值發送到計算機串口 助手顯示，波特率9600/22.1184MHz，當使用配套實驗板時，需要將跳線帽“AD/串口2”插接 到AD處。 #include "UART.H" | // | 包含IAP15W4K58S4寄存器定義文件 | #define VCC 4.970 unsigned int ADC_P11() | // | 存放用萬用表實測的單片機供電電壓 | { unsigned int i; | // | 用于軟件延時程序 | unsigned char status; | // | 用于判斷A/D轉換結束的標志 | unsigned int AD_Dat=0; | // | 10位A/D轉換值 | unsigned char Tmp; | // | 臨時變量用于將A/D轉換出來的2個字節合成一個字節 | ADC_CONTR|=0x80; | // | 開ADC轉換器電源,第一次使用時要打開內部模擬電源 | for (i=0;i<10000;i++); | // | 適當延時等待ADC轉換供電穩定，一般延時1ms以內即可， | P1ASF|=0x02; | // | 選擇P1.1作為ADC轉換通道，0x02= 0000 0010 |
ADC_CONTR=0xE1; // 選擇P1.1作為ADC轉換通道，最高轉換速度，清轉換完成標志。 for (i=0;i<1000;i++); // 如果是多通道模擬量進行A/D轉換，則更換A/D轉換通道后要延時200μs ADC_CONTR|=0x08; // 啟動 A/D 轉換，ADC_START=1。 status=0; while(status==0) // 等待A/D轉換結束。 { status=ADC_CONTR&0x10; // 判斷ADC_FLAG是否等于1，0x10=0001 0000B。 } ADC_CONTR&=0xE7; // 將ADC_FLAG清0，0xE7=1110 0111B，ADC_FLAG=0，ADC_START=0。 AD_Dat = ADC_RES; // 默認高字節高8位。 AD_Dat <<= 2; Tmp = ADC_RESL; // 默認低字節低2位。 Tmp &= 0x03; // 屏蔽無關位 AD_Dat |= Tmp; // 高低字節拼接成一個10位數。 return AD_Dat; } void main(void) { float Vin; // 存放計算出來的外部輸入電壓 unsigned int ADvalue; // 存放A/D轉換返回的結果 UART_init(); // 串口初始化9600/22.1184MHz printf("串口初始化完畢"); while(1) { ADvalue=ADC_P11(); // 采樣P1.1口模擬輸入電壓 Vin=VCC*ADvalue/1023; // 注意是1023才正確 printf("%.3f ",Vin); delay500ms(); } // 若不用串口顯示，此行可設置斷點仿真觀察結果 }
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