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个人收集整理 勿做商业用途第10章 SPI与模拟量转换SPI（串行外设接口）是Freescale公司推出的一种同步串行通信接口，用于MCU和外围扩展芯片之间的串行连接，现已发展成为一种工业标准。目前，各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的芯片,如RAM、EEPROM、Flash ROM、A/D、D/A转换、LED/LCD驱动、I/O接口、实时时钟等。本章首先讨论SPI及编程方法。计算机只能处理数字量，对于温度、压力、速度和流量等模拟量必须经过A/D转换才能为计算机所处理。计算机要干预对外部需要模拟量进行控制的装置，需要通过D/A转换.GP32内部有8路8位A/D转换，没有D/A转换。本章给出GP32内部A/D转换的编程方法。本章随后给出利用MCU的SPI进行12位A/D转换芯片TLC2543及10位D/A芯片的扩充，并给出具体实例。所给出A/D实例，包含的基本的滤波方法，可以直接应用于实际工程。对常见传感器的简介，有助于初学者对A/D转换的理解与实践.作为知识积累，还对常用传感器进行了介绍.10.1 SPI的基本工作原理10.1.1 SPI概述串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interfac)是Freescale公司推出的一种同步串行通信接口,用于微处理器和外围扩展芯片之间的串行连接,现已发展成为一种工业标准。目前，各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的具有各种各样功能的芯片,如RAM、EEPROM、Flash ROM、A/D转换器、D/A 转换器、LED/LCD显示驱动器、I/O 接口芯片、实时时钟、UART收发器等，为用户的外围扩展提供了极其灵活而价廉的选择.Freescale 08系列MCU中含有串行外设接口模块,它是MCU与外界联系的重要方式之一。SPI特性描述如下：全双工。主、从工作方式。发送和接收的数据寄存器相互独立从而实现双缓存操作。主机可以设定4种工作频率(最大可达总线频率的二分之一）。从机最大工作频率等于总线频率。发送结束、接收结束、工作方式错误和溢出错误四种中断标志。一个主控MCU和几个从控MCU相互连接。几个MCU相互连接构成一个多主机系统。一个主控MCU和一个或多个从属外设相互连接。SPI系统最常见的应用是一个主控MCU做主机，主机发起并控制数据的传送和流向,只有在主机发出通知后，从设备才能从主机读取数据或向主机发送数据.10。1。2 SPI的数据传输利用SPI进行MCU之间的数据传输时，有个主机(master）和从机（slave）的概念,主机的程序控制着数据传输，从机的程序必须配合主机工作，完成传输过程。在MCU扩展外设结构中，仍使用主机从机（masterslave)概念,那么MCU必须工作于主机方式，外设处于从机方式。图10-1是SPI的主从连接示意图，参与数据传输的有三个引脚，它们是：时钟引脚SPSCK、主入从出引脚MISO、主出从入引脚MOSI。下面一节将对它们作详细的说明，这里仅说明其数据传输过程:图中的移位寄存器为8位,所以每一工作过程相互传送8位数据，工作从主机CPU发出启动传输信号开始，此时要传送的数据装入8位移位寄存器,同时产生8个时钟信号从SPSCK引脚依次送出，在SPSCK信号的控制下，主机中8位移位寄存器中的数据依次从MOSI引脚送出，到从机的MOSI引脚送入它的8位移位寄存器，在此过程中，从机的数据也通过MISO引脚到主机中。所以，我们称之为全双工主从连接(FullDuplex Master-Slave Connections)。其数据的传输格式是高位（MSB）在前，低位(LSB）在后.图101是一个主MCU和一个从MCU的连接，也可以一个主MCU与多个从MCU进行连接形成一个主机多个从机的系统；还可以多个MCU互联构成多主机系统;另外也可以一个MCU挂接多个从属外设。但是，SPI系统最常见的应用是利用一个MCU作为主机，其它处于从机地位,这样，主机的程序启动并控制数据的传送和流向，在主机的控制下，从属设备从主机读取数据或向主机发送数据。MISO MISO主MCUMOSI MOSI波特率发生器从MCUSPSCK SPSCK移位寄存器移位寄存器SSSSVDDR图101 SPI全双工主从连接至于传送速度、何时数据移入移出、一次移动完成是否中断、如何定义主机从机等问题，可通过对寄存器编程来解决，随后会阐述这些问题。10.1。3 SPI模块的时序SPI是在同步信号SPSCK的控制下完成数据的传输，根据控制位CPHA和CPOL的不同,数据线和时钟线产生4种可能的时序。图10-2、图103、图10-4和图105给出了数据线与SPSCK之间的关系。从时序图上可以看出,CPOL为1或0时,时钟信号SPSCK的出现正好是反相关系，CPHA用来选择两种不同的定时协议中的一种，以对允许SPI系统与各种同步外设通信。主机和从机必须使用同样的时序模式,才能正常通信.从图102可以看出,当CPHA=0，CPOL=0时,MISO引脚上的数据在第一个SPSCK沿跳变之前已经上线了,而为了保证正确传输，MOSI引脚的MSB位必须与SPSCK的第一个边沿同步，在SPI传输过程中,首先将数据上线，然后在同步时钟信号的上升沿时，SPI的接收方捕捉位信号,在时钟信号的一个周期结束时（下降沿），下一位数据信号上线，再重复上述过程，直到一个字节的8位信号传输结束.图103是当CPHA=0，CPOL=1时的数据线和时钟线的时序，与图10-2唯一不同之处只是在同步时钟信号的下降沿时捕捉位信号，上升沿时下一位数据上线.SPSCK周期信号捕捉点图102 CPHA=0，CPOL=0时的数据/时钟时序图SPSCK周期信号捕捉图10-3 CPHA=0，CPOL=1时的数据/时钟时序图从图10-4可以看出，在CPHA=1，CPOL=0时,MISO引脚和MOSI引脚上的数据的MSB位必须与SPSCK的第一个边沿同步,在SPI传输过程中，在同步时钟信号周期开始时(上升沿)数据上线,然后在同步时钟信号的下降沿时，SPI的接收方捕捉位信号,在时钟信号的一个周期结束时(上升沿），下一位数据信号上线,再重复上述过程,直到一个字节的8位信号传输结束。图105是当CPHA=1，CPOL=1时的数据线和时钟线的时序，与图104唯一不同之处只是在同步时钟信号的上升沿时捕捉位信号，下降沿时下一位数据上线。SPSCK周期信号捕捉图104 CPHA=1,CPOL=0时的数据/时钟时序图SPSCK周期信号捕捉点图10-5 CPHA=1，CPOL=1时的数据/时钟时序图10.2 GP32的SPI模块编程基础10。2。1 SPI模块的引脚SPI模块通常引出4个引脚，分别为：、MISO、MOSI、SPSCK，下面分别介绍它们的含义。1从机选择引脚(Slave Select)若一个MCU的SPI工作于主机方式,置为高电平。若一个MCU的SPI工作于从机方式时，当=0时,表示主机选中了该从机，反之则未选中该从机。对于单主单从(One master and one slave) 系统，可以采用图101的接法.对于一个主MCU带多个从属MCU的系统，主机MCU的接高电平，每一个从机MCU的接主机的I/O输出线,由主机控制其电平高低,以便主机选中该从机。2主出从入引脚MOSI(Master Out/Slave In)主出从入引脚MOSI，是主机输出、从机输入数据线。对于MCU被设置为主机方式，主机送向从机的数据从该引脚输出.对于MCU被设置为从机方式，来自主机的数据从该引脚输入.3主入从出引脚MISO（Master In/Slave Out)从机的数据从该引脚输入主机,对于MCU被设置为从机方式，送向主机的数据从该引脚输出。4SPI串行时钟引脚SPSCK(SPI Serial Clock）SPI串行时钟引脚SPSCK用于控制主机与从机之间的数据传输.串行时钟信号只能由主机发出，经主机的SPSCK引脚输出给从机的SPSCK引脚，控制整个数据传输过程.在主机启动一次传送过程中，自动产生8个时钟周期信号从SPSCK引脚输出，SPSCK信号的一个跳变进行一位数据移位过程。10。2。2 SPI模块的寄存器从程序员角度看，SPI模块有3个8位寄存器，只要理解和掌握了这3个寄存器的用法，就可以进行SPI编程.下面分别阐述这些寄存器的功能及用法。1SPI数据寄存器(SPI Data Register，SPDR) SPI数据寄存器SPDR的地址是：0012。写入时，为要发送的8位数据,记为：T7T0；读出时，为接收的8位数据，记为：R7R0。它们的特点与SCI数据寄存器相似。在实际内部结构上，SPDR由两个独立的数据寄存器组成，即只能写入的发送数据寄存器和只能读出的接收数据寄存器，它们共用一个地址。2SPI控制寄存器（SPI Control Register，SPCR） SPI控制寄存器一般情况下只能复位时写一次，以后不再对其写入,不再更改对SPI的设置。SPCR的地址：0010，定义为：数据位D7D6D5D4D3D2D1D0定义SPRIEDMASSPMSTRCPOLCPHASPWOMSPESPTIE复位00101000D7 - SPRIE位：SPI接收中断允许位（SPI Receiver Interrupt Enable Bit),SPRIE=1，允许SPI接收中断；SPRIE=0，不允许SPI接收中断。当收到一个字节的数据时,状态及控制寄存器SPSCR(下面将介绍该寄存器)的SPRF位(SPI接收器满标志位）被置1，此时，若SPCR寄存器的SPRIE=1,则产生SPI中断。通常情况下SPRIE=0,即收到数据不产生中断.D6 - DMAS位：DMA选择位(DMA Select Bit).目前没用，为0。D5 - SPMSTR位：SPI主机位(SPI Master Bit)，该位决定SPI工作方式，SPMSTR =1,主机方式；SPMSTR=0，从机方式。D4 CPOL位：时钟极性选择位（Clock Polarity Bit)，该位决定SPSCK引脚空闲时的极性。此位对数据的传输格式没有影响。CPOL=1，SPSCK空闲时为高电平；CPOL=0，SPSCK空闲时为低电平。时钟极性选择位CPOL与时钟相位位CPHA配合使用。D3 CPHA位:时钟相位位(Clock Phase Bit)，该位控制串行时钟与SPI数据的时序关系.见图10-6.CPHA=1，从机以SPSCK的第一次沿跳变为移位开始信号，在多个字节的连续传送过程中，从机的引脚信号可始终保持为低电平;CPHA=0，从机以的下降沿作为移位开始信号,在SPSCK的第一次沿跳变启动第一次数据采样,在多个字节的连续传送过程中，从机的引脚信号需要不断地恢复为高电平，来为每一个字节的传送产生移位开始信号(在的下降沿)。一般情况下设置CPHA=1，复位时CPHA=1。图106 CPHA/SS时序D2 SPWOM位：SPI线或模式位（SPI Wired-OR Mode Bit)。该位决定三个引脚SPSCK、MOSI、MISO是否有内部上拉电阻,因而成为开漏输出(opendrain output）。SPWOM=1，设置SPSCK，MOSI和MISO引脚为线或模式；SPWOM=0，设置SPSCK，MOSI和MISO引脚为普通推拉（push-pull）模式。D1 - SPE位:SPI允许位(SPI Enable)。该位决定是否允许SPI。SPE=1，允许SPI；SPE=0，不允许SPI，相应引脚成为普通I/O引脚。D0 SPTIE位：SPI发送中断允许位（SPI Transmit Interrupt Enable）。SPTIE=1,允许SPI发送中断;SPRIE=0,不允许SPI发送中断.当一个字节的数据发送完毕时,状态及控制寄存器SPSCR（下面将介绍该寄存器）的SPTE位（SPI发送器空标志位)被置1，此时，若SPCR寄存器的SPTIE=1,则产生SPI中断.通常情况下SPTIE=0，即发送数据完成不产生中断.(请类比本寄存器的SPI接收中断允许位SPRIE的功能）.3SPI状态和控制寄存器(SPI Status and Control Register，SPSCR) SPSCR的地址:$0011，定义为：数据位D7D6D5D4D3D2D1D0定义SPRFERRIEOVRFMODFSPTEMODFENSPR1SPR0复位00001000D7 SPRF位(只读）:SPI接收器满标志位（SPI Receiver Full Bit）.当收到一个字节的数据时，SPRF位被置1，程序读取该位得知此位为1后，可以通过数据寄存器SPDR读取收到的数据,读取数据后SPRF位被自动清零.D6 ERRIE位：错误中断允许位(Error Interrupt Enable Bit）.ERRIE=1，允许MODF和OVRF产生CPU中断请求；ERRIE=0，禁止MODF和OVRF产生CPU中断请求。D5 OVRF位（只读）:溢出标志位（Overflow Bit)。当接收数据寄存器中的数据还没有被读取时，若有新的数据进入移位寄存器，OVRF位被置1。OVRF被置1后，读SPSCR寄存器及接收数据寄存器后，OVRF位被自动清零。D4 MODF位(只读）：模式错误标志位（Mode Fault Bit）.若本寄存器的MODFEN=1，在数据传输过程中,若在从机方式，引脚为高电平，或在主机方式引脚为低电平,说明引脚逻辑发生错误(与图106相违背)，MODF被置1。MODF被置成1后，若读SPSCR寄存器后再对SPDR进行写操作，MODF位被自动清零。D3 - SPTE位（只读）：SPI发送器空标志位(SPI Transmitter Empty Bit）。当发送数据寄存器的数据进入移位寄存器中，SPTE被置1，表示发送结束.SPTE被置成1后，若又向发送数据寄存器中写入新的数据,SPTE位被自动清零。D2 MODFEN位：模式错误标志允许位（Mode Fault Enable Bit）.MODFEN=1，允许MODF标志的置位，MODFEN=0，禁止MODF标志的置位.但如果MODF位已经被置1，将MODFEN清零，并不会使MODF位也清零。对于主机而言，如果MODFEN为0，引脚就可以作为一般的I/O引脚.D1、D0 - SPR1、SPR0位:SPI波特率选择位（SPI Baud Rate Select Bits）。当MCU处于主机模式下，这两位控制串行时钟SPSCK的频率。在从机模式下，这两位没有意义.计算公式为:SPI的波特率 = 上式中：CGMOUT为时钟产生模块CGM的基准时钟输出。BD是分频系数，由SPR1、SPR0位决定：SPR1、SPR0=00，BD=2=01，BD=8=10，BD=32=11，BD=12810.2。3 SPI编程基本方法在进行SPI编程时，首先在程序初始化部分必须进行SPI系统初始化。SPI的初始化，主要是对SPI控制寄存器SPCR进行写入，以便定义工作方式、时钟的空闲电平、是否允许SPI等。同时，还要对SPI控制和状态寄存器SPSCR的控制位部分写入，例如通过对SPR1、SPR0位的写入确定SPI的波特率。本小节给出最基本的用法，以作为GP32单片机的SPI的编程入门.1SPI初始化 对SPI初始化，一般需要两步：第一步:写控制字到SPCR，确定是否允许SPI接收中断、SPI的工作方式、时钟极性、时钟相位、是否允许SPI等。例如:LDA #00100010 /不产生中断、主机方式、时钟空闲低电平STA SPCR第二步：写控制字到SPSCR，确定SPI的波特率:LDA #%00000001 /8分频STA SPSCR2发送一个数据与接收一个数据 要通过SPI发送一个数据，同时通过SPI接收一个数据,作为主机方，只要将数据送入SPDR，然后检查SPSCR的SPTE位(位3），如果该位为1，表示数据已经送出。若同时接收对方送来的数据，则接着检查SPSCR的SPRF位(位7）,如果该位为1,表示要接收的数据已经进入数据寄存器，可以取出。例如：下列程序发送A中数据，同时接收对方数据放入A中:STA SPDR /送入SPDRNOP /适当延时NOPBRCLR 3,SPSCR,. /为0等待,即等待SPTE（位3)为1，发送完毕BRCLR 7，SPSCR,. /为0等待,即等待SPRF(位7)为1，接收完毕LDA SPDR /取收到的数据到寄存器A中10。3 A/D和D/A转换的基本问题在过程控制和仪器仪表中，多由嵌入式计算机进行实时控制及实时数据处理，计算机所加工的信息总是数字量，而被检测的对象却往往是一些连续变化的模拟量(如,温度、压力、速度和流量等),因此需要将模拟量转化为数字量，以便在计算机中进行运算处理，此过程称为模数(A/D）转换，A/D转换过程通常分成三个步骤：采样保持、量化与编码。由计算机进行加工处理的数字量往往也需要转换成为模拟量，以便对某些特征量进行实时控制，这一过程称为数模(D/A)转换，它是A/D的逆转换。A/D和D/A转换技术是数字测量和数字控制领域中必不可少的组成部分，一个数字控制系统框图如图107所示。数据转换往往不是最终目的，而是达到测量、采集、处理和控制等目的的一种手段.可见，没有A/D、D/A转换技术的发展，就无法更好地发挥嵌入式计算机的功能，也就制约着产品在更高品质上的应用.1A/D转换A/D转换模块(Analog To Digital Convert Module)即模/数转换模块，其功能是将电压信号转换为对应的数字信号。实际应用中，这个电压信号可能由温度、湿度、压力等实际物理量经过传感器和相应的变换电路转化而来。经过A/D转换后，MCU就可以处理这些物理量。进行A/D转换，应该了解以下一些基本问题：第一，采样精度是多少？第二，采样速率问题?第三，滤波问题；第四，物理量回归等。参量/电压转换A/D转换器数字电子计算机D/A转换器被控制对象被测参量数字量模拟量数字量模拟量图107 数字控制系统框图（1) 采样精度采样精度就是指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，即我们通常所说的采样位数.通常在MCU中采样位数为8位，某些增强型的可达到10位，而专用的A/D采样芯片则可达到12位，14位,甚至16位.设采样位数为N，则最小能检测到的模拟量变化值为1/2N.例如以GP32为例，其采样精度最高为8位,参考电压为5V,则检测到的模拟量变化为5/28=0.0195313V.(2) 采样速率采样速率是指完成一次A/D采样所要花费的时间.在多数的MCU中要花费1520个指令周期,因而此速率和所选器件的工作频率有很大关系。（3) 滤波为了使采样的数据更准确，必须对采样的数据进行筛选去掉误差较大的毛刺。通常我们采用中值滤波和均值滤波来提高采样精度。中值滤波是取三次采样的中间值，均值滤波是取多次采样的算术平均值。若要得到更高的精度,可以通过建立其他误差模型分析方式来实现。（4） 物理量回归在实际应用中，得到稳定的A/D采样值以后，还需要把A/D采样值与实际物理量对应起来，这一步称为物理量回归.A/D转换的目的是把模拟信号转化为数字信号，供计算机处理,但必须知道A/D转换后的数值所代表的实际物理量的值，这样才有实际意义。例如,利用MCU采集室内温度，A/D转换后的数值是126，它代表多少温度呢？如果当前室内温度是25.1，则A/D值的126就代表实际温度25.1。有多种方法完成这种对应关系,本书不做详细介绍。2D/A转换(1） D/A转换器的转换精度D/A转换器的转换精度有两种衡量方法:分辨率:D/A转换器在理论上可达到的精度。其定义是，电路所能分辨的最小输出电压VLSB（输入的n位数字代码最低有效位LSB为1，其余各位都为0）与最大输出电压Vm（此时输入数字代码所有各位全为1）之比，即上式说明,输入数字代码的位数n越多，分辨率越小，分辨能力越高。例如：10位D/A转换器的分辨率为：1/（2101)=1/10230。000978。转换误差：D/A转换器实际上能达到的转换精度。转换误差可用输出电压满度值的百分数表示，也可以用LSB的倍数来表示。例如，转换误差为0。5LSB，是表示输出模拟电压的绝对误差等于输入数字量的LSB=1、其余各位均为0时输出模拟电压的一半。转换误差又分静态误差和动态误差。产生静态误差的原因是基准电源VREF的不稳定、运放的零点漂移、模拟开关导通时的内阻和压降及电阻网络中阻值的偏差等。动态误差则是在转换的动态过程中产生的附加误差。它的产生是由于电路中的分布电容和分布电感使各位的电压信号到达电阻网络输出端的时间不同，并可在输出端产生干扰信号。（2) D/A转换器的转换速度D/A转换器的转换速度有两种衡量方法：建立时间tset是在输入数字量各位由全0变为全1或由全1变为全0时，输出电压达到某一规定值（例如取1/2LSB或满度值的0.01）所需要的时间。目前，在某些集成D/A转换器中，tset0。1ms；在内部包含有基准电源和求和运算放大器的集成D/A转换器中，最短的建立时间可达到1.5ms。转换速率SR是在大信号工作时,即输入数字量的各位由全0变为全1或由全1变为全0时，输出电压uo的变化率。D/A转换器完成一次转换所需的时间应包括建立时间tset和输出电压uo的上升或下降时间，即最大转换时间为： 上式中Vomax是输出模拟电压的最大值。10.4 MC908GP32内部A/D转换模块MC908GP32单片机B口的8根引脚与8路A/D转换模块的引脚复用，在4.2.2小节已讨论过B口作为通用I/O口的功能,并在4.3节举例说明了I/O口的编程方法。这里讨论8路A/D转换器时的编程方法。A/D转换有个参考电压问题，在B口有引脚作为A/D转换器的输入引脚时，芯片的VREFH、VREFL引脚分别必须接参考电压的正、负，通常就是接电源的正、负端。B口引脚作为A/D转换引脚时，也叫作AD7 pin AD0 pin。它们是8位A/D转换，正常A/D转换要求提供1MHz的ADC时钟频率，一次一路A/D转换时间一般为16到17个ADC时钟周期，所以一般A/D转换时间为1617s.10.4.1 GP32 A/D转换模块寄存器GP32的A/D转换模块有3个寄存器,它们是：A/D转换状态和控制寄存器(ADSCR)、A/D转换数据寄存器(ADR)、A/D转换输入时钟寄存器（ADCLK）.通过这3个寄存器的编程，就可以获取A/D转换数据。1A/D转换状态和控制寄存器ADSCR （AnalogtoDigital Status and Control Register）ADSCR主要功能是：选取要转换的通道、决定转换结束数据获取的方式、设置是连续转换还是一次转换。ADSCR的地址是:$003C，定义为：数据位D7D6D5D4D3D2D1D0定义COCOAIENADCOADCH4ADCH3ADCH2ADCH1ADCH0复位00011111D7COCO:转换完成(Conversions Complete).当D6(AIEN)=0时,即转换结束不产生中断,COCO是只读位，COCO=1，转换完成;COCO=0,转换未完成。当再次向ADSCR写数据或读ADR寄存器数据内容时，COCO位自动清0。当AIEN=1时,即转换结束产生中断,COCO是可读写位，应该写COCO=0。D6AIEN:A/D转换中断允许标志位（ADC Interrupt Enable Bit)。AIEN =1,转换结束产生中断；当再次向ADSCR写数据或读ADR寄存器数据内容时，A/D转换中断请求信号自动撤消。AIEN =0，转换结束不产生中断，通过软件查询COCO得知转换结束。D5ADCO:连续转换控制位（ADC Continuous Conversion Bit）。ADCO=1，连续ADC转换,即连续进行采样并转换更新ADR;ADCO=0,一次ADC转换。D4D0:ADCH4ADCH0，通道选择(ADC Channel Select Bits)。ADCH4ADCH0=00000-00111：AD0 引脚AD7引脚ADCH4ADCH0=0100011100:未用ADCH4ADCH0=11101：VREFHADCH4ADCH0=11110：VREFLADCH4ADCH0=11111：关闭ADC电源2A/D转换数据寄存器ADR （Analog-to-Digital Data Register）ADR存放A/D转换的8位结果，每次A/D转换结束更新该寄存器。编程从该寄存器读取A/D转换结果。该寄存器地址为：003D，为只读寄存器，复位时为$00。3A/D转换输入时钟寄存器ADCLK （Analog-to-Digital Input Clock Register)该寄存器决定A/D转换的时钟频率来源、分频系数值，芯片内的A/D转换器要求ADC时钟频率为1MHz左右。ADCLK 的地址是：$003E,定义为：数据位D7D6D5D4D3D2D1D0定义ADIV2ADIV1ADIV0ADICLK未定义未定义未定义未定义复位00000000D7D5：ADIV2ADIV0，ADC时钟分频系数选择位(ADC Clock Prescaler Bits)。设ADC时钟输入时钟源频率为f入，由ADIV2ADIV0定义的分频系数为n,则ADC时钟频率f入/n。n与ADIV2ADIV0的关系是:ADIV2ADIV0=000 n=1=001 n=2=010 n=4=011 n=8=1xx n=16D4:ADICLK，ADC输入时钟源选择位（ADC Input Clock Select Bit)。ADICLK =1，选择内部总线时钟;ADICLK =0,选择外部时钟(CGMXCLK)。D3D0:未用ADC时钟要求： ADC时钟频率1MHz。具体编程时根据A/D转换的时钟频率来源确定分频系数值,确保芯片内的A/D转换器时钟频率为1MHz左右即可。10.4。2 A/D转换模块的基本编程方法A/D转换编程主要涉及输入时钟寄存器ADCLK(003E）、状态和控制寄存器ADSCR($003C）、数据寄存器ADR（003D)。1A/D转换初始化在程序初始化时就应对A/D转换输入时钟寄存器ADCLK写入控制字节，决定时钟输入源是内部总线还是外部晶振，决定分频系数，使ADC时钟频率达1MHz，设使用内部总线时钟，且fBUS=2。4576MHz，则初始化程序为：LDA #00110000 /使用内部总线时钟，2分频 STA ADCLK /送入寄存器ADCLK2启动A/D转换对A/D转换状态和控制寄存器ADSCR写入控制字节，选取要转换的通道、决定转换结束数据获取的方式、设置是连续转换还是一次转换,此时就开始了一路A/D转换，例如：LDA #%00000000 /0通道，转换结束不产生中断,一次A/D转换STA ADSCR /并启动0通道转换3获A/D转换结果若是中断方式，在A/D中断程序中取得，若是查询方式，通过A/D状态和控制寄存器ADSCR的第7位（COCO位)取得，当COCO=1时,可从A/D数据寄存器ADR中取数。上述是查询方式，紧接上述程序：BRCLR 7, ADSCR，。 /COCO位=0则等待COCO位=1LDA ADR /转换结束，转换结果送入A中10.5 GP32 MCU A/D转换编程实例本节给出的A/D转换程序，包含了中值滤波与平均值滤波的复合滤波方式，因为不含软件滤波的A/D转换程序很少能够实际应用的.本程序中的中值滤波，就是对三次采样值比较大小，取中间的一个.所谓平均值滤波，就是N个采样值求平均。而中值滤波与平均值滤波的复合滤波方式,就是先进行中值滤波，再进行平均值滤波。10。5.1 A/D转换08C语言编程实例以下给出GP32的A/D模块编程实例。表10-1列出了该例程的所有程序文件,下面逐一介绍这些程序。表101 模数转换08C工程文件工程文件名AD.prj所在路径MC08Ex2007GP32GP32CC04_AD模数转换文件类型文件名功能简述讲解章节头文件GP32C。hGP32 MCU映像寄存名定义头文件08C工程文件组织5.3EnDisInt。h开放或禁止MCU各模块中断头文件08C工程文件组织5.3Type.h类型别名定义头文件 08C工程文件组织5。3Includes.h总头文件08C工程文件组织5。3ADC.hA/D转换头文件本章SCI.h串行通信头文件串行通信子函数 7.5.1C语言子函数文件MCUinit。c芯片初始化文件初始化及PLL编程实例 14.2.5SCI.c串行通信文件串行通信子函数 7.5。1ADC。cA/D转换文件本章C语言主函数Main.c主函数文件本章（1） A/D转换有关头文件ADC。h/ADC。hA/D转换头文件-/头文件#include GP32C.h /GP32 MCU映像寄存器名定义include Type.h /类型别名定义/转换完成标志位宏定义define COCOBit 7/函数声明void ADCinit（void）; /A/D转换初始化 INT8U ADCvalue(INT8U channel)； /1路A/D转换函数INT8U ADCmid（INT8U channel）； /1路A/D转换函数（中值滤波） INT8U ADCave(INT8U channel, INT8U n)； /1路A/D转换函数(均值滤波)(2） A/D转换有关C语言子函数ADC.C/ADC。cA/D转换-*/本文件包含： */ (1）ADCinit:A/D转换初始化 */ (2)ADCvalue:获取1路A/D转换结果 / (3）ADCmid：获取中值滤波后的A/D转换结果 / (4）ADCave：获取均值滤波后的A/D转换结果 */硬件连接： */ PTB0/AD0 接模拟量输入端 /-/头文件#include ”ADC。h/ADCinit：A/D转换初始化-*/功能:设置A/D转换时钟频率为1MHz */参数：无 /返回：无 */-*void ADCinit(void） ADCLK = 0b00110000; /|_不用 /|_选择内部总线时钟 /|_分频系数为2 /ADCave：1路A/D转换函数（均值滤波)-*/功能：通道channel进行n次中值滤波,求和再作均值，得出均值滤波结果 */参数：channel = 通道号,n = 中值滤波次数 */返回:该通道均值滤波后的A/D转换结果 */内部调用：ADCmid