MSP430F5438 ADC12学习笔记

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.前言

这几天实践了MSP430的ADC12功能，虽然片内AD功能比较简单但是还学出了点“门道”来，这个“门道”便是MSP430F5438A和MSP430F5438的区别。这里通过一个例子说明片内ADC的使用，首先实现UART和定时器1S溢出的功能，在上述功能的基础上每1S打印一次AD转换结果，转换通道定向到通道11，该通道对应AVCC和AVSS插值的一半，由于AVCC和LDO的输出之间只有一个电感连接，可以理解转换的结果为LDO输出电压的一般，若扩大两倍便是LDO的实际输出结果，在本文所用的开发板LDO输出为3.3V，所有打印的结果越接近3.3V越好。
2.代码实现和输出结果


代码实现

1. // 时钟默认情况
   
2. // FLL时钟      FLL选择 XT1
   
3. // 辅助时钟     ACLK选择 XT1          32768Hz
   
4. // 主系统时钟   MCLK选择 DCOCLKDIV    8000000Hz
   
5. // 子系统时钟   SMCLK选择 DCOCLKDIV   8000000Hz
   
6. // TA1选择ACLK，最大计数值为32768，中断频率为1HZ
   
7. 
   
8. #include <msp430.h>
   
9. #include <stdio.h>
   
10. #include <stdint.h>
    
11. void clock_config(void);
    
12. void select_xt1(void);
    
13. void dco_config(void);
    
14. void adc12_config(void);
    
15. void uart_config(void);
    
16. char second_flag  = 0;                          // 1S标志
    
17. 
    
18. int main(void)
    
19. {
    
20.     clock_config();                             // 初始化时钟
    
21.     adc12_config();                             // 初始化ADC12
    
22.     uart_config();
    
23. 
    
24.     TA1CCTL0 = CCIE;                            // 使能TA1CCR0，比较匹配中断
    
25.     TA1CCR0 = 32768;                            // 初始化最大值,发生比较匹配中断频率 32768/32768 = 1Hz
    
26.     TA1CTL = TASSEL_1 + MC_1 + TACLR;           // 选择ACLK，最大值为CCR0，清除计数值
    
27. 
    
28.     _EINT();                                    // 初始化全局中断
    
29. 
    
30.     while(1)
    
31.     {
    
32.         if( second_flag )
    
33.         {
    
34.             second_flag = 0;                        // 1s时间到
    
35. 
    
36.             ADC12CTL0 |= ADC12SC;                   // 启动转换
    
37.             while ( !(ADC12IFG & BIT0) );           // 等待转换完成
    
38. 
    
39.             // 被转换的通道为通道11 (AVCC-AVSS)/2;
    
40.             // 此时转换的精度为12位——4096
    
41.             // AVCC通过一个电感和LDO的输出端连接
    
42.             // 打印LDO输出电压，保留3位精度
    
43.             float ldo_voltage = ADC12MEM0  / 4096.0 * 3.3 * 2;
    
44.             printf("LDO Voltage %.3f\r\n",ldo_voltage);
    
45.         }
    
46.     }
    
47. }
    
48. 
    
49. void clock_config(void)
    
50. {
    
51.     WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;                   // 停止看门狗
    
52.     select_xt1();                               // 选择XT1
    
53.     dco_config();                               // ACLK = XT1 = 32.768K
    
54.                                                 // MCLK = SMCLK = 8000K
    
55. }
    
56. 
    
57. void select_xt1(void)
    
58. {
    
59.     // 启动XT1
    
60.     P7SEL |= 0x03;                              // P7.0 P7.1 外设功能
    
61.     UCSCTL6 &= ~(XT1OFF);                       // XT1打开
    
62.     UCSCTL6 |= XCAP_3;                          // 内部电容
    
63.     do
    
64.     {
    
65.         UCSCTL7 &= ~XT1LFOFFG;                  // 清楚XT1错误标记
    
66.     }while (UCSCTL7&XT1LFOFFG);                 // 检测XT1错误标记
    
67. }
    
68. 
    
69. void dco_config(void)
    
70. {
    
71.     __bis_SR_register(SCG0);                    // 禁止FLL功能
    
72.     UCSCTL0 = 0x0000;                           // Set lowest possible DCOx, MODx
    
73.     UCSCTL1 = DCORSEL_5;                        // DCO最大频率为16MHz
    
74.     UCSCTL2 = FLLD_1 + 243;                     // 设置DCO频率为8MHz
    
75.                                                 // MCLK = SMCLK= Fdcoclkdiv = (N+1)X(Ffllrefclk/n)
    
76.                                                 // N为唯一需要计算的值
    
77.                                                 // Ffllrefclk FLL参考时钟，默认为XT1
    
78.                                                 // n取默认值，此时为1
    
79.                                                 // (243 + 1) * 32768 = 8MHz
    
80.     __bic_SR_register(SCG0);                    // 使能FLL功能
    
81. 
    
82.     // 必要延时
    
83.     __delay_cycles(250000);
    
84. 
    
85.     // 清楚错误标志位
    
86.     do
    
87.     {
    
88.         UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG + XT1LFOFFG + XT1HFOFFG + DCOFFG);
    
89.                                                 // 清除所有振荡器错误标志位
    
90.         SFRIFG1 &= ~OFIFG;                      // 清除振荡器错误
    
91.     }while (SFRIFG1&OFIFG);                     // 等待清楚完成
    
92. }
    
93. 
    
94. void adc12_config(void)
    
95. {
    
96.     // 只有在ADC12ENC复位的情况下才可以操作
    
97.     // ADC12SHT1X ADC12SHT0X ADC12MSC ADC12REF2_5V ADC12REFON ADC12ON
    
98.     ADC12CTL0 &= ~ADC12ENC;
    
99. 
    
100.     // 设置采样保持时间，最大时间周期以提高转换精度
     
101.     // 注意MSP430F5438没有REF模块，片内基准无效
     
102.     // 操作ADC12REF2_5V ，ADC12REFON并无意义
     
103.     ADC12CTL0 = ADC12SHT0_15 + ADC12SHT1_15 + ADC12ON;
     
104. //    ADC12CTL0 = ADC12SHT0_15 + ADC12SHT1_15 + ADC12ON +
     
105. //                ADC12REF2_5V + ADC12REFON;
     
106.     // 采样保持脉冲来自采样定时器
     
107.     ADC12CTL1 = ADC12SHP;
     
108.     // 关闭内部内部温度检测以降低功耗，注意或操作否则修改转换精度
     
109.     ADC12CTL2 |= ADC12TCOFF ;
     
110.     // 基准电压选择AVCC，并选择11通道——(AVCC-AVSS)/2
     
111.     ADC12MCTL0 = ADC12SREF_0 + ADC12INCH_11;
     
112. 
     
113.     __delay_cycles(75);
     
114.     // ADC12使能
     
115.     ADC12CTL0 |= ADC12ENC;
     
116. }
     
117. 
     
118. void uart_config(void)
     
119. {
     
120.     P3SEL = 0x30;                               // 选择P3.4和P3.5的复用功能
     
121. 
     
122.     UCA0CTL1 |= UCSWRST;                        // 软件复位
     
123.     UCA0CTL1 |= UCSSEL_1;                       // 选择ACLK时钟
     
124.     UCA0BR0 = 3;                                // 查表获得
     
125.     UCA0BR1 = 0;                                // UCA0BRX和UCA0MCTL数值
     
126.     UCA0MCTL |= UCBRS_3 + UCBRF_0;              //
     
127.     UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;                       //
     
128. 
     
129.     UCA0IE |= UCRXIE;                           // 使能接收中断
     
130. }
     
131. 
     
132. int putchar(int ch)
     
133. {
     
134.         UCA0TXBUF = ch;
     
135.         while(!(UCA0IFG & UCTXIFG));
     
136.         return ch;
     
137. }
     
138. 
     
139. #pragma vector=TIMER1_A0_VECTOR
     
140. __interrupt void TIMER1_A0_ISR(void)
     
141. {
     
142.     second_flag = 1;
     
143. }

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图1 参考电压AVCC(3.3V)

3.一些注意点3.1 提高采样时间

如果条件允许，可以尽可能的提高采样时间，这样转换结果可以更稳定一些。

3.2 MSP430F5438没有REF模块

现在（2013年10月）可以在TI官网上下载得到的示例代码或数据手册参考手册等，都是围绕MSP430F5438A的。但是市面上很多MCU还是MSP430F5438，其实MSP430F5438A和MSP4305438是有区别的，MSP430F5438没有REF模块，所以使用片内的2.5参考电源还是有些不稳定的因素。可以通过以下的实现测试一下，AD转换的目标依然是LDO输出。
需要修改以下几个部分的代码
第一：
ADC12CTL0 = ADC12SHT0_15 + ADC12SHT1_15 + ADC12ON; 修改为
ADC12CTL0 = ADC12SHT0_15 + ADC12SHT1_15 + ADC12ON +
                       ADC12REF2_5V + ADC12REFON;
使用打开片内2.5V参考电源
第二:
ADC12MCTL0 = ADC12SREF_0 + ADC12INCH_11;修改为
ADC12MCTL0 = ADC12SREF_1 + ADC12INCH_11;
转换参考电压为Vref，即修改1设置的2.5V参考电源

第三:
float ldo_voltage = ADC12MEM0 / 4096.0 * 3.3 * 2;修改为
float ldo_voltage = ADC12MEM0 / 4096.0 * 2.5 * 2;
替换转换公式，参考电压由3.3V变为2.5V

输出结果如下，结果发现LDO的输出电压为3.4V，比实际电压高0.1V。

图3 MSP430参考手册说明

MSP430F5438 ADC12学习笔记 - 徐凯经验分享http://t.cn/8FLxchP

奥义u

程序使用定时唤醒采样方式，每隔一段时间唤醒，进行AD采样。问题在于，如果不使用内部2.5V基准电压，进入低功耗时候，电流在20uA左右；使用内部2.5V基准电压，进入低功耗前关闭(ADC12CTL0 &= ~(ADC12ON + REFON);)，结果进入低功耗时，电流在500uA左右，这是为什么？
求大神解答下