一、简介

1.1目的：

        用 ADC 实现光敏回授侦测，熟悉 MC56F81768 ADC 功能，将模拟量转为数字量。

1.2功能：

        用 GPIOB1 实现 AD 功能，GPIOB1 连接光敏电阻，当该引脚电压大于 2.4V ，GPIOF5 输出低电平（LED8亮）；当小于 2.4V 时， GPIOF5 输出高电平（LED8灭）。

1.3工具：

        ① 软件版本：CodeWarrior 11.1

        ② 程序名称：ADC_MC56F81768.zip

        ③ EVM 板：MC56F81000-EVK (详见图 1.3)

        ④ 烧录工具：OSJTAG

        ⑤ 测试工具：示波器

        ⑥ 其它：杜邦线，排针等

图1.3 MC56F81000-EVK

 

 

二、原理介绍

2.1内部框图：

图 2.1 ADC Voltage Reference Circuit

2.2原理介绍：

       嵌入式系统内部处理的是数字量，而在很多情况下，系统需要输入一些模拟量。ADC 是连接嵌入式系统数字世界和模拟世界之间的桥梁，模拟量通过 ADC 转换为数字量，再由嵌入式系统进行处理。ADC 是用于模数转换的基本模块。MC56F81768 的 ADC 模块由两个独立的模数转换器（ADCA 和 ADCB）组成，每个转换器有8个模拟输入和它自己的 12 位采样和保持电路。

       SIM_GPSxL是外设选择寄存器。每个引脚有一个或者一个以上的外设模式，所以当GPIOn_PER设置为1时（即外设模式），可以通过SIM_GPSxL寄存器选择所需的外设功能。只有一种外设功能的引脚则不需要配置此寄存器。

       ADC_CTRL1是 ADC 控制寄存器1，可以通过配置该寄存器选择不同扫描模式、选择单端输入或差分输入模式、使能A/D转换完成中断、使能过零错误中断触发、使能下限溢出错误中断、使能上限溢出错误中断、使能同步信号来触发 ADC 进行扫描、使能 DMA 等。需要注意的是顺序扫描时，使能采样必须从　Sample0　开始严格按照从前到后的顺序使能；在并行扫描模式时，转换器　A　转换样本0-7，转换器　B　转换样本8-15。

       ADC_CTRL2 是 ADC 控制寄存器2，可以通过配置该寄存器选择时钟分频，当 ADC 扫描模式选择为并行扫描时，可通过该寄存器配置为独立并行扫描或同步并行扫描。在同步模式下，转换器A和B总是同步进行扫描，当其中任意一个转换器停止扫描时，另一个转换器也将会停止；在独立模式下，转换器A和B有自己独立的控制器控制它的操作和报告它的状态，转换器A扫描 Sample0~7，转换器B扫描 Sample8~15，每个转换器将持续扫描直到耗尽其样本列表 ( 8 个样本 ) 或在其列表中遇到一个禁用的样本。

       ADC_SDIS 是 ADC 样本禁用寄存器，该寄存器的 0~15 位分别对应Sample0~15，在对应的位写入 1 则禁用对应的 Sample。

       ADC_CLISTx 是通道列表寄存器，ADC_CLIST1 对应 Sample0~3，ADC_CLIST2 对应Sample4~7，ADC_CLIST3 对应 Sample8~11，ADC_CLIST4 对应 Sample12~15。需要注意的是在并行扫描模式下，Sample0~7 对应的 GPIO 端口必须是 GPIOA0~7，Sample8~15 对应的 GPIO 端口必须是 GPIOA8~15。

       ADC_CAL 是 ADC 校准寄存器，用于选择 VREFH 和 VREFL 的参考电压。

       ADC_PWR 是 ADC　电源控制寄存器，这个寄存器控制　ADC　模块的电源管理功能。使用　ADC　功能时需要配置该寄存器对　ADC　转换器进行上电。

       ADC_ RSLTx　是 ADC　的结果寄存器，用于存放采样的结果，ADC_ RSLT0~15　对应　Sample0~15。需要注意的是该寄存器的０～２位是保留的，所以采样后　ADC_ RSLTx　的结果需要右移３位才是真实的结果。

 

 

三、软件设计

3.1总述：

        ADC 一般配置流程如下：

        ① ADC 初始化。

        ② 启动 ADC 转换。

        ③ 获取 ADC 转换结果。

 

3.2 ADC 相关公式：

        单端采样：SingleEndedValue = round((( VIN – VREFL )/( VREFH – VREFL )) × 4096 ) × 8

        差分采样：DifferentialValue = round (( VIN1-VIN2 )/(VREFH - VREFL) × 2048 + 2048 ) × 8

                          UnipolarDifferentialValue = round(( VIN1 – VIN2 )/( VREFH – VREFL ) × 4096 ) × 8

        备注：一般 VREFH = VDDA； VREFL = VSSA ，也可从外部输入。

 

3.3 信号流程图：

3.4 code 配置：

        如下进行 code 配置。

 

              

   

 

四、测试结果

4.1电路：

        如下图 GPIOB1 (光敏电阻) & GPIOF5 ( LED )与示波器的连接如下图。

图 4.1.1 开发板与示波器连接示意图

 

  

图 4.1.2 开发板与示波器连接实物图

 

 

4.2测试波形：

        Channel1 – GPIOB1 ；Channel2 – GPIOF5

图4.2 ADC采样波形

4.3波形分析：

        由上图可知无遮光时，Channel1电压为2.16 V（光照越强光敏电阻阻值越小，故分压越小），此时Channel2 为高电平（LED灭）；遮光后Channel1电压逐渐上升，当电压达到2.44V时，Channel2电压由高电平跳变到低电平，这与程序设的2.4V判断条件相符合。

 

 

4.3 实物展示：

图4.3-1遮住光线时灯亮

图4.3-1不遮光线时灯灭

 

五、参考资料

5.1 MC56F817xx Reference Manual ( 数据手册 )

5.2 MC56F81000-EVK Schematics ( EVM 电路图 )