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文件名称:Texas Instruments 系列:Tiva C 系列 (基于 ARM Cortex-M4)_(13).TivaC系列ADC应用.docx
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更新时间:2025-06-24
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TivaC系列ADC应用

1.ADC简介

模数转换器(Analog-to-DigitalConverter,ADC)是将模拟信号转换为数字信号的重要组件。在TivaC系列微控制器中,ADC模块提供了高精度的模数转换功能,适用于各种传感器数据采集和信号处理应用。TivaC系列的ADC模块支持多种配置和操作模式,包括单通道和多通道采样、连续采样和单次采样、触发采样等。

1.1ADC的基本原理

ADC的基本原理是将连续的模拟信号量化为离散的数字信号。量化过程通常包括以下几个步骤:

采样:在特定的时间点上采集模拟信号的瞬时值。

量化:将采样得到的模拟信号值映射到最接近的数字值。

编码:将量化后的数字值转换为二进制代码。

TivaC系列的ADC模块使用逐次逼近寄存器(SuccessiveApproximationRegister,SAR)技术实现模数转换,这是一种常见的高精度ADC实现方法。

1.2ADC的主要特性

TivaC系列的ADC模块具有以下主要特性:

高精度:支持12位和16位精度的模数转换。

多通道:支持多个模拟输入通道,可以同时或顺序进行采样。

多种采样模式:支持单次采样、连续采样、序列采样等多种模式。

触发机制:支持硬件和软件触发,可以配置多种触发源。

电源管理:支持低功耗模式,可以在低功耗模式下进行采样。

中断支持:转换完成时可以触发中断,方便实时数据处理。

2.ADC模块配置

2.1ADC模块的寄存器

TivaC系列的ADC模块通过一系列寄存器进行配置和控制。主要寄存器包括:

ADCCTL0:ADC控制寄存器0,用于配置全局ADC参数。

ADCCTL1:ADC控制寄存器1,用于配置采样模式和采样速率。

ADCCTL2:ADC控制寄存器2,用于配置触发源和采样序列。

ADCSSTO:采样序列触发寄存器,用于配置采样序列的触发源。

ADCSSMUX:采样序列多路选择寄存器,用于选择采样序列的通道。

ADCSSCTL:采样序列控制寄存器,用于配置采样序列的操作模式。

ADCIM:ADC中断掩码寄存器,用于控制中断的使能。

ADCRIS:ADC原始中断状态寄存器,用于读取中断状态。

ADCISC:ADC中断状态和清除寄存器,用于清除中断状态。

ADCO:ADC输出寄存器,用于存储转换结果。

2.2配置步骤

配置TivaC系列的ADC模块通常包括以下几个步骤:

使能ADC模块:配置系统控制模块,使能ADC模块的时钟。

配置ADC控制寄存器:设置ADC的全局参数,如采样模式、采样速率等。

配置采样序列:选择采样通道,设置采样序列的操作模式和触发源。

使能中断:配置ADC中断,使能所需的中断。

启动采样:通过软件或硬件触发启动ADC采样。

2.3代码示例

以下是一个配置ADC的示例代码,使用TivaC系列的TivaWare库进行配置。

#includestdint.h

#includestdbool.h

#includeinc/hw_memmap.h

#includeinc/hw_types.h

#includedriverlib/adc.h

#includedriverlib/cpu.h

#includedriverlib/gpio.h

#includedriverlib/sysctl.h

#includedriverlib/interrupt.h

//定义ADC通道

#defineADC_CHANNEL0

//定义ADC采样序列

#defineADC_SEQUENCE0

//定义ADC触发源

#defineADC_TRIGGER_PROCESSOR0

//定义ADC时钟源

#defineADC_CLOCK_BYPASS0

//定义ADC采样速率

#defineADC_SAMPLE_RATE_125K0

//定义ADC分辨率

#defineADC_RESOLUTION_12_BIT0

//定义ADC参考电压源

#defineADC_REFERENCE_VREF0

//定义ADC采样序列的操作模式

#defineADC_MODE_SINGLE_SHOT0

//定义ADC采样序列的通道选择

#defineADC_CHANNEL_00

//定义ADC采样序列的触发源

#defineADC_TRIGGER_PROCESSOR0

//定义ADC采样序列的中断使能

#defineADC_INT_SEQUENCE0

voidADC_Init(){

//使能A