【FRDM-MCXN947测评】AD采集和设置测试及功耗测量

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1、测试介绍

本测试使用ADC外设中断模式采集电压数据。MCXN947VDF MCU有两组16bit ADC核心。

1）每个 ADC 可用作两个单端输入 ADC 或一个差分输入 ADC。
2）在 16 位模式下高达 2 Msps，在 12 位模式下高达 3.15 Msps。
3）多达 75 个 ADC 输入通道。
4）每个 ADC 外设集成一个温度传感器作为温度补偿使用。

通常的MCU中多数为12bit的ADC，很少集成为16bit的ADC。所以MCXN947VDF使用为高档仪表较为理想。

硬件：

FRDM-MCXN947一块。

USB type-c电缆线一条。

简易电压信号发生器一台。

万用表一块。

软件：

GCC ARM Embedded 13.2.1编译器。

测试通过J8端口 28引脚采集电压。该引脚与MCU P4_23通道连接，本次测试使用14bit模式进行采集。

2、程序与测试设置

将MCU的ADC0的通道A2打开。

编写中断和初始化程序

中断服务程序。程序中使用LPADC_GetConvResult()函数获得ADC转化值。并且将g_LpadcConversionCompletedFlag = true;标记置为true用来提示采集完成。

void DEMO_LPADC_IRQ_HANDLER_FUNC(void)
{
    g_LpadcInterruptCounter++;
#if (defined(FSL_FEATURE_LPADC_FIFO_COUNT) && (FSL_FEATURE_LPADC_FIFO_COUNT == 2U))
    if (LPADC_GetConvResult(DEMO_LPADC_BASE, &g_LpadcResultConfigStruct, 0U))
#else
    if (LPADC_GetConvResult(DEMO_LPADC_BASE, &g_LpadcResultConfigStruct))
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_FIFO_COUNT */
    {
        g_LpadcConversionCompletedFlag = true;
    }
    SDK_ISR_EXIT_BARRIER;
}

ADC初始化代码，代码的配置是通过mLpadcConfigStruct数据结构在各配置函数中进行传递。

1）LPADC_GetDefaultConfig(&mLpadcConfigStruct);函数取得默认配置，填充默认值。

2）对mLpadcConfigStruct各域进行赋值，即进行设置。

将预制值打开

选择参考电压源

选择均值模式

初始化ADC

LPADC_GetDefaultConfig(&mLpadcConfigStruct);
    mLpadcConfigStruct.enableAnalogPreliminary = true;
#if defined(DEMO_LPADC_VREF_SOURCE)
    mLpadcConfigStruct.referenceVoltageSource = DEMO_LPADC_VREF_SOURCE;
#endif /* DEMO_LPADC_VREF_SOURCE */
#if defined(FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CAL_AVGS) && FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CAL_AVGS
    mLpadcConfigStruct.conversionAverageMode = kLPADC_ConversionAverage128;
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CAL_AVGS */
    LPADC_Init(DEMO_LPADC_BASE, &mLpadcConfigStruct);

设置采集模式和校准ADC。

/* Request LPADC calibration. */
#if defined(FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CALOFSMODE) && FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CALOFSMODE
    LPADC_SetOffsetCalibrationMode(DEMO_LPADC_BASE, DEMO_LPADC_OFFSET_CALIBRATION_MODE);
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CALOFSMODE */

#if defined(FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CALOFS) && FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CALOFS
#if defined(DEMO_LPADC_DO_OFFSET_CALIBRATION) && DEMO_LPADC_DO_OFFSET_CALIBRATION
    LPADC_DoOffsetCalibration(DEMO_LPADC_BASE); /* Request offset calibration, automatic update OFSTRIM register. */
#else                                           /* Update OFSTRIM register manually. */

#if defined(FSL_FEATURE_LPADC_HAS_OFSTRIM) && FSL_FEATURE_LPADC_HAS_OFSTRIM
#if defined(FSL_FEATURE_LPADC_OFSTRIM_COUNT) && (FSL_FEATURE_LPADC_OFSTRIM_COUNT == 2U)
    LPADC_SetOffsetValue(DEMO_LPADC_BASE, DEMO_LPADC_OFFSET_VALUE_A, DEMO_LPADC_OFFSET_VALUE_B);
#elif defined(FSL_FEATURE_LPADC_OFSTRIM_COUNT) && (FSL_FEATURE_LPADC_OFSTRIM_COUNT == 1U)
    LPADC_SetOffsetValue(DEMO_LPADC_BASE, DEMO_LPADC_OFFSET_VALUE);
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_OFSTRIM_COUNT */

#else  /* For other OFSTRIM register type. */
    if (DEMO_LPADC_OFFSET_CALIBRATION_MODE == kLPADC_OffsetCalibration12bitMode)
    {
        LPADC_SetOffset12BitValue(DEMO_LPADC_BASE, DEMO_LPADC_OFFSET_VALUE_A, DEMO_LPADC_OFFSET_VALUE_B);
    }
    else
    {
        LPADC_SetOffset16BitValue(DEMO_LPADC_BASE, DEMO_LPADC_OFFSET_VALUE_A, DEMO_LPADC_OFFSET_VALUE_B);
    }
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_HAS_OFSTRIM */

#endif /* DEMO_LPADC_DO_OFFSET_CALIBRATION */
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CALOFS */

#if defined(FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CAL_REQ) && FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CAL_REQ
    /* Request auto calibration (including gain error calibration and linearity error calibration). */
    LPADC_DoAutoCalibration(DEMO_LPADC_BASE);
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CTRL_CAL_REQ */

#if (defined(FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CFG_CALOFS) && FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CFG_CALOFS)
    /* Do auto calibration. */
    LPADC_DoAutoCalibration(DEMO_LPADC_BASE);
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CFG_CALOFS */

#if (defined(FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CFG_CALOFS) && FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CFG_CALOFS)
    /* Do auto calibration. */
    LPADC_DoAutoCalibration(DEMO_LPADC_BASE);
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_HAS_CFG_CALOFS */

    /* Set conversion CMD configuration. */
    LPADC_GetDefaultConvCommandConfig(&mLpadcCommandConfigStruct);
    mLpadcCommandConfigStruct.channelNumber = DEMO_LPADC_USER_CHANNEL;
#if defined(DEMO_LPADC_USE_HIGH_RESOLUTION) && DEMO_LPADC_USE_HIGH_RESOLUTION
    mLpadcCommandConfigStruct.conversionResolutionMode = kLPADC_ConversionResolutionHigh;
#endif /* DEMO_LPADC_USE_HIGH_RESOLUTION */
    LPADC_SetConvCommandConfig(DEMO_LPADC_BASE, DEMO_LPADC_USER_CMDID, &mLpadcCommandConfigStruct);

    /* Set trigger configuration. */
    LPADC_GetDefaultConvTriggerConfig(&mLpadcTriggerConfigStruct);
    mLpadcTriggerConfigStruct.targetCommandId       = DEMO_LPADC_USER_CMDID;     /* CMD15 is executed. */
    mLpadcTriggerConfigStruct.enableHardwareTrigger = false;
    LPADC_SetConvTriggerConfig(DEMO_LPADC_BASE, 0U, &mLpadcTriggerConfigStruct); /* Configurate the trigger0. */

    /* Enable the watermark interrupt. */
#if (defined(FSL_FEATURE_LPADC_FIFO_COUNT) && (FSL_FEATURE_LPADC_FIFO_COUNT == 2U))
    LPADC_EnableInterrupts(DEMO_LPADC_BASE, kLPADC_FIFO0WatermarkInterruptEnable);
#else
    LPADC_EnableInterrupts(DEMO_LPADC_BASE, kLPADC_FIFOWatermarkInterruptEnable);
#endif /* FSL_FEATURE_LPADC_FIFO_COUNT */
    EnableIRQ(DEMO_LPADC_IRQn);

    PRINTF("ADC Full Range: %d\r\n", g_LpadcFullRange);

3、测试过程

将J8的28pin和GND短接进行测试。

经过多次测试，发现电压的范围变化不是很大。最高不超过2，2*3.3/4096=1.6mV毫伏。如果做平均则可以几乎接近为0V电压。

将J8接口28pin与信号发生器输出相接，信号输出设置为1.5V，输出如下：

大致在1961附近跳动，理论电压为1961*3.3/4096=1.579V,由于参考电压VDD_ANA为电源电压直接连接。所以对实际的电压进行测量为：3.27V

1961*3.27/4096=1.5655V,从测量来看，电压的精度一般。信号发生器的输出1.5014V(万用表测量值)。

使用的是lpADC设备，顺便测量了一下功耗，16.49*3.27=53.9mW，ADC和串口的共同功耗为53.9毫瓦。

4、总结

本次测试ADC从数值分析ADC的精度不是十分理想（也可以是无法获得实际参考电压的原因），功耗也较低功耗应用有一定的差距。本次的测试也可以受限测量方法的原因，所以有知道的请告知。

Jacktang

ADC从数值分析ADC的r虽然精度不是十分理想，测试的方法还是值得借鉴

秦天qintian0303

整体的功耗外设太多了，不过才16mA确实也挺不错的

逍遥子游

完全的请问请问请问请问请问请问请问请问撒旦我去额

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