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1、1,嵌入式系统实验,ARM的A/D 接口实验,2,提纲,1,3,2,4,5,基础知识,实验目的,实验内容,预备知识,实验设备,6,实验过程,7,思考题,3,一 实验目的,实验目的,熟悉ARM 本身自带的八路十位A/D 控制器及相应寄存器。编程实现ARM 系统的A/D 功能。掌握带有A/D 的CPU 编程实现A/D 功能的主要方法。,4,二 实验内容,实验内容,学习A/D 接口原理,了解实现A/D 系统对于系统的软件和硬件要求。阅读ARM 芯片文档,掌握ARM 的A/D 相关寄存器的功能,熟悉ARM 系统硬件的A/D 相关接口。利用外部模拟信号编程实现ARM 循环采集全部前4 路通道,并且在超级
2、终端上显示。,5,三 预备知识,预备知识,了解A/D采样的原理;了解采样频率的设置;,6,四 实验设备,实验设备,ARM嵌入式开发平台用于ARM7TDMI的JTAG仿真器,7,五 基础知识,模/数转换,我们经常遇到的物理参数,如电流、电压、温度、压力、速度电量或非电量都是模拟量。,模拟量的大小是连续分布的,且经常也是时间上的连续函数。,要将模拟量转换成数字信号需经采样量化编码三个基本过程(数字化过程),8,五 基础知识,采样,按采样定理对模拟信号进行等时间间隔采样,将得到的一系列时域上的样值去代替u=f(t),即用u0、u1、un代替u=f(t)。,这些样值在时间上是离散的值,但在幅度上仍然是
3、连续模拟量。,9,五 基础知识,量化,在幅值上再用离散值来表示。方法是用一个量化因子Q去度量;u0、u1、,便得到整量化的数字量。u0=2.4Q 2Q 010u1=4.0Q 4Q 100u2=5.2Q 5Q 101u3=5.8Q 5Q 101,10,五 基础知识,编码,将整量化后的数字量进行编码,以便读入和识别;编码仅是对数字量的一种处理方法。例如:Q=0.5V/格,设用三位(二进编码),11,五 基础知识,分类,按被转换的模拟量类型可分为:时间/数字电压/数字机械变量/数字,电压/数字转换器:按转换方式可分为:直接转换、间接转换。按输出方式分可分为:并行、串行、串并行。按转换原理可分为:计数
4、式、比较式。按转换速度可分为:低速、中速、高速。按转换精度和分辨率可分为:3位、4位、8位、10位、12位、14位、16位等。,12,五 基础知识,S3C44B0 AD转换器,S3C44B0集成了一个路10位A/D转换器,它是一个逐次比较型的ADC内部结构中包括模拟输入多路复用器,自动调零比较器,时钟产生器,10 位逐次逼近寄存器(SAR)。这个ADC 还提供可编程选择的睡眠模式,可以节电减少功率损失。,13,五 基础知识,A/D控制寄存器,14,五 基础知识,采样比率寄存器,15,五 基础知识,采样比率寄存器,16,五 基础知识,转换结果数据寄存器,17,五 基础知识,实验说明,设置A/D采
5、样的时钟频率假定CPU主时钟的频率为66MHZ,并且将A/C采样预分频寄存器(ADCPSR)置为20,而完成一次转换至少需要16个时钟周期,则采样频率可以采用下面公式计算:f 66M/(2*(20+1)/16 98.2 KHZ 10.2us下面代码实现该功能:rADCPSR=20;值得注意的就是:尽管芯片的最大转换速率为100KSPS,但由于S3C44B0内部没有采样保持电路,所以要精确测量一个输入信号,输入信号的频率最好低于100HZ。,18,五 基础知识,启动采样,将ADCCON寄存器的BIT0置1可以启动转换,当启动转换后,该位会被自动清除。同时启动转换时还需要指定转换通道下面代码启动通道2的采样转换:rADCCON=0 x1|(0 x22);,19,五 基础知识,获取转换结果,当A/D转换结束后,可以读取ADCDAT寄存器的内容下面代码等待通道2的A/D转换,完毕后读取数据while(!(rADCCON,20,六 思考题,思考题,逐次逼近型的A/D 转换器原理是什么?A/D 转换的重要指标包括哪些?ARM 的A/D 功能的相关寄存器有哪几个,对应的地址是什么?如何启动ARM 开始转换A/D,有几种方式?转换开始时ARM 是如何知道转换哪路通道的?如何判断转换结束?,